加熱爐熱效率影響因素分析及改進(jìn)措施研究

王碩

摘 要：為降低加熱爐能耗，提高加熱爐熱效率，本文分析了影響加熱爐熱效率的因素，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，針對影響加熱爐熱效率的因素，提出了一系列具體改進(jìn)措施，通過應(yīng)用這些改進(jìn)措施，能顯著提高加熱爐熱效率，進(jìn)一步提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：加熱爐;熱效率;影響因素;改進(jìn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.002

1 熱效率影響因素分析

加熱爐的做工機(jī)理是燃?xì)庠跔t子里點(diǎn)燃放出熱量，在放射室放射進(jìn)行熱交換，燃燒的氣體在氣體流通的房間里進(jìn)行對流換熱，將熱傳遞到爐管和爐管內(nèi)的媒介。加熱爐熱效率是指提供給加熱爐的能量在多大程度上得到有效的使用。

加熱爐熱效率表示向爐子提供的能量被有效利用的程度，也就是說，受熱液體吸收的有用熱量與燃料燃燒所釋放的所有熱量之比。

式中：η—加熱爐熱效率，%;

Q—爐膛有效熱負(fù)荷，kW;

B—使用燃料數(shù)量，m3/h ;

Q—燃料低熱值，kJ/m3。

從上面式子中可以看出，爐膛有用熱負(fù)荷越高，高熱效率，減燃料消耗，高熱效率。

干擾爐膛有用熱負(fù)荷的主要因素如下：一是爐殼保溫度高，保溫效果好，熱損失小，高熱效率。二是輻照室的火頭長度。火頭越高，熱的輻照越大。火頭長度與燃燒器的構(gòu)造、氣流和燃料特性有很大關(guān)系。第三，輸出風(fēng)量，由煙道擋板操控，控制煙氣含氧量和排氣溫度。

第四，管子壁生成的沉淀物干擾煙氣管道的導(dǎo)熱率。

影響油耗的主要原因是油田熔爐運(yùn)用較多的干燥氣或自行生產(chǎn)的天然氣。燃燒器的構(gòu)造和功用決定了燃燒器的耗氣量。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

經(jīng)過對某廠幾臺爐子的當(dāng)場調(diào)研、試驗(yàn)和剖析，了解到當(dāng)前加熱爐的產(chǎn)生熱的效率有點(diǎn)低。導(dǎo)致加熱爐產(chǎn)生熱效率有點(diǎn)低的最重要的原因是：

（1）加熱爐陳化頻繁壞掉。目前，幾座加熱爐的使用壽命已超出15年。熱效率受一二合一加熱爐爐管形狀發(fā)生變化、幾臺效能高的爐子保溫層局部掉落、保溫層懸掛變形等因素的影響。（2）加熱爐的排煙筒的阻擋板大，不容易調(diào)整。阻擋板升降器生銹，堵塞造成調(diào)整困難，位置高，運(yùn)作困難。（3）沒有裝煙霧溫度檢測裝置。大多數(shù)加熱爐不配備煙氣溫度檢測器，不可以按照檢驗(yàn)條件對煙筒的隔板進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化燃燒效率。（4）氣水含量高。當(dāng)天然氣脫去水結(jié)果不佳時(shí)，煤氣含水過高容易引起爐膛熄滅，燃燒的結(jié)果不佳。（5）燃燒器節(jié)制效能低。自動燃燒器為加油站加熱爐的冷熱程度控制帶來了平安和便利，促使了加熱爐指導(dǎo)能力的上升。在自動燃燒器安置排除故障流程中，采用50℃、55℃和60℃三級進(jìn)行溫度控制，爐溫控制在50℃、55℃和60℃。此外，如果不檢測煙囪的煙氣溫度，就不可能自動調(diào)整爐膛的最好運(yùn)作狀況。（6）燃燒器頻繁出現(xiàn)問題。冬季溫度偏低，燃燒器很容易出現(xiàn)問題，從自動化模式變?yōu)槭謩幽Ｊ剑芎母摺?/p>

3 改進(jìn)措施及效果

為解決上述問題，已作出下面六項(xiàng)改進(jìn)，已經(jīng)得到了很好的結(jié)果。

3.1 優(yōu)化加熱爐運(yùn)行

針對加熱爐的陳化問題，頻繁故障發(fā)生，選取方法改進(jìn)加熱爐運(yùn)作。修復(fù)或替換爐管變形、效率高的爐膛保溫層局部掉落和懸掛的形狀改變嚴(yán)干擾加熱爐的熱效率。改善加熱爐的運(yùn)作，對3個(gè)加油站進(jìn)行了4次運(yùn)輸和3次運(yùn)輸，3個(gè)加油站實(shí)施了2組運(yùn)輸方案。經(jīng)過改善操作，預(yù)防了煤氣糟蹋，消除了可能存在的安全問題，使加熱爐內(nèi)的熱量的到充分的利用。

3.2 安裝低位煙道調(diào)節(jié)裝置

為解決加熱爐排煙筒隔板的高度高、不容易調(diào)整、除銹、加熱爐隔板堵塞、安裝過矮位置煙筒控制器等問題。對加熱爐的全部隔板做了綜合查驗(yàn)，發(fā)覺煙道隔板被空氣腐蝕、卡住、控制器卡頓，派遣相關(guān)技術(shù)人員去解決這些毛病，保證了煙道隔板控制器的靈活性和易用性。對煙道隔板調(diào)整高度大、在安全方面有很大的問題，低端煙道隔板調(diào)節(jié)器可裝在某些換氣站，并提供檢測口，方便工作人員進(jìn)行調(diào)整操作，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，保證隔板一直在最好的開啟位置。

3.3 動態(tài)監(jiān)測

關(guān)于大多數(shù)加熱爐不配備煙氣溫度查驗(yàn)器的現(xiàn)狀，應(yīng)用了動態(tài)監(jiān)測的解決辦法。用手持氧解析儀查驗(yàn)煙道在加熱爐運(yùn)作過程中的煙氣溫度。在恒定的介質(zhì)流下，煙筒隔板通過多次溫度的開度計(jì)算出最佳爐膛效率，在此基礎(chǔ)上，確定了煙道擋板的最佳開度，并對其進(jìn)行了標(biāo)識。使?fàn)t膛在最佳爐膛效率下運(yùn)作。

3.4 加裝氣包

對氣體含水量高的特點(diǎn)，應(yīng)用了在氣體中加入氣囊的辦法。

當(dāng)煤氣脫水效果不佳時(shí)，將氣包裝在通入加熱爐的煤氣管道上，定期排水，減少煤氣含水率的干擾。安裝氣袋后，可明顯減少氣水含量的干擾。

3.5 增加自動燃燒器溫控檔位

就對燃燒器控制效率低的問題，采取了提高自動燃燒器溫度控制檔位的解決辦法。接合自動燃燒裝置生產(chǎn)廠家，使用含氧解析儀在40℃、45℃、50℃、55℃和60℃進(jìn)行了溫度控制測驗(yàn)，并經(jīng)過含氧解析儀調(diào)節(jié)燃燒器自動溫度控制命令來調(diào)節(jié)煙囪的煙氣溫度。進(jìn)一步擴(kuò)大了燃燒器自動監(jiān)測的溫度范圍，提高了溫度控制的精度，使煙囪的平均排氣溫度降低了31℃，保證了爐膛一直處最好狀況。

3.6 加強(qiáng)燃燒器改進(jìn)、維修

對冬季燃燒裝置出現(xiàn)問題多的特點(diǎn)，添加了兩套可以替換燃燒裝置，可較快的替換和修復(fù)。2018年，自動燃燒裝置的壞損比去年同期減少了8倍，失效時(shí)間縮短了2.8天。采用上述辦法后，使該廠加熱爐平均熱效率由78.2%上升到86.3%。增加8.1%，使公司產(chǎn)生了許多利潤。

4 結(jié)論

干擾爐膛熱效率的最重要原因有爐齡、煙筒隔板調(diào)節(jié)困難、煙氣溫度檢測器的缺乏、高含水氣體、燃燒器的調(diào)控效率非常低、很容易發(fā)生事故。通過最優(yōu)操作、安裝低水平煙筒調(diào)節(jié)器、不斷的監(jiān)控、加裝氣囊、增設(shè)自動燃燒裝置控溫、強(qiáng)化燃燒器的升級和維護(hù)，可很大程度上增高加熱爐的熱利用率。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲照濤.提高加熱爐運(yùn)行效率方法研究[J].石油石化節(jié)能，2018（09）：10-12.