淺談如何提高加熱爐熱效率的方法及措施

吳慧群

摘 要：加熱爐運行過程中的熱損失，主要是散熱的損失。有效能的損失主要在燃燒傳熱的不可逆過程中。因此，加熱爐熱效率的提高重點應放在燃燒和輻射段的散熱損失上。

關鍵詞：加熱爐;熱效率;提高;方法;措施

加熱爐是石油化工行業最常用的設備之一，也是消耗能量最多的裝置。在實際操作中，加熱爐通過燃燒的燃料獲得熱量，又通過加熱爐本身將熱量釋放出去，也稱輸出熱量。不論哪一種形式都包含熱效率的使用，由于熱效率與加熱爐本身、燃料、燃燒程度等有很大的關系，因此要想提高熱效率必須從多個方面入手。

一、加熱爐存在的問題

加熱爐運行過程中的熱損失，主要是散熱的損失。有效能的損失主要在燃燒傳熱的不可逆過程中。因此，加熱爐熱效率的提高重點應放在燃燒和輻射段的散熱損失上。

目前，有的單位加熱爐由于設備陳舊，襯里老化、脫落，鋼板腐蝕穿孔等各種原因，導致加熱爐散熱損失增大，局部過熱超溫，引起熱效率下降，熱效率一般達不到原設計值或工作要求，不但嚴重影響了設備的安全運行，還影響了單位的工作，直接影響企業的經濟效益。

二、如何提高加熱爐熱效率方法及措施

提高加熱爐熱效率最重要的措施是減少加熱爐的一切熱損失。

影響加熱爐熱效率的因素很多，如：燃料燒嘴、結構設計、制作是否合理、爐子產量、燃料種類、燃料燃燒情況、燃料和空氣的預熱情況、廢氣的排除溫度和數量、爐子的冷卻條件進而散熱狀況等諸多因素。所以，要提高加熱爐的熱效率，可以采取如下措施：

1、盡量減少煙氣帶走的物理并將此熱量充分回收利用。

（1）一是在保證產量和加熱質量的前提下盡可能降低出爐煙氣的溫度;二是被燒壞的蓄熱能力差的蓄熱小球要及時更換，保證其正常的蓄熱能力。三是天然氣燒嘴結構設計、制作與爐窯要配套。

（2）要保證足夠的空氣，使燃氣得以充分燃燒。一是員工必須要根據燃氣發熱值的不同正確調整天然氣燒嘴空燃比，以減少化學和機械不完全燃燒所造成的熱損失;二是盡量減小空氣過剩系數，避免過剩空氣吸收大量的熱量和產生多余的氣體帶走熱量。三是控制好爐膛壓力，防止產生負壓而將冷風吸入爐內。四是減少爐膛內各項熱損失。采用新型高效節能型筑爐材料，改善爐襯的絕熱能力，可以減少爐墻蓄熱，并減少通過爐墻向外散失熱量造成的熱損失。

（3）盡可能強化向工件的傳熱過程，縮短加熱時間，減少待溫時間，提高爐子的生產率。一是在加熱過程加大燃氣的燃燒強度，快速加熱。提高入爐工件的溫度可以使燃耗指標降低。二是減少爐子表面的輻射散熱。爐皮表面要噴涂防止熱量輻射散失的專用耐火涂料。三是利用外置式蓄熱箱的加熱爐必須在箱體表面敷一層絕熱材料，減少箱體的熱輻射。

2、燃氣加熱爐的系統優化調整

加熱爐運行優化系統是一套對鍋爐系統性能進行多目標全面優化的系統，可解決的問題有：熱效率、氣耗、減溫水量與排煙溫度的改進，控制過熱器與再熱器超溫和受熱面的減低。選擇優化系統對加熱爐運行進行多目標優化，也可針對企業自身的需求選擇著重優化對象。

（1）工作原理的優化。優化系統能夠通過有選擇的數據快速采集，同時通過人工神經網絡模型計算出對鍋爐效率影響較大的數據，提供給員工進行相應的跟蹤分析和調整，從而達到優化加熱爐燃燒的目的。優化系統能將加熱爐的性能優化指標，量化為具體參數進行優化控制。該系統能夠通過建立加熱爐系統運行參數間的關系和系統的特性，進行全面優化。

（2）工作依據的優化。原有的常用機組性能監測軟件依據常規測點，優化系統在引進相關常規測點的同時引入了關鍵的中間過程參數光譜在線測溫儀，并將其布置在加熱爐輻射區和對流區的分界區域。爐膛出口煙溫通過在線實時監測獲得。該參數的引入使鍋爐運行優化系統在控制對流受熱面管壁溫度和減溫水投放、氮氧化物排放等方面起到了良好的效果。

（3）采用加熱爐連續供熱，間歇調節并輔之以質調節的運行方式。

因為加熱爐的頻繁起火，爐膛溫度驟冷驟熱，不僅會降低運行效率和熱效率質量而且也影響加熱爐的使用壽命。經實測結果顯示，加熱爐運行兩小時之內熱效率很低，即起火半小時測得鍋爐熱效率僅為33%，一小時為55%，兩小時之后才能穩定到70%以上。所以采用連續工作、間歇調節并輔之以質調節的運行方式，調整爐排速度、風量等，避免了頻繁起火引起的熱損失，使鍋爐能較長時間保持高溫狀態并滿負荷高效率運行，同時也延長了加熱爐的使用壽命。？

（4）采用微機控制，實現加熱爐燃燒過程控制的自動化。

為適應加熱爐負荷變化，加熱爐工作過程要不斷變化，因而加熱爐爐膛內燃燒過程也要變化。為減少因操作不當而對燃燒的影響，對鍋爐燃燒過程采用微機控制。當負荷變化后，應自動改變燃氣的供給量，同時調節風量，以保證蒸汽壓力穩定。微機控制燃燒自動化過程一般是以蒸汽壓力為調節參數，根據蒸汽壓力變化調節送風和引風量，從而能進一步提高鍋爐的熱效率。利用微機控制不但能提高加熱爐的熱效率，而且對加熱爐安全運行及改善員工的勞動條件及勞動強度也都帶來好處。

3、加強水處理，促進熱能的有效轉換。

加熱爐經過一定時期的運行，加熱爐內部將出現水中沉淀物，即結垢現象，這是無法避免的。據統計，加熱爐結垢1mm厚度，就要增加燃料消耗3%，而且加熱爐結垢后對加熱爐安全運行也極為不利。

大中型加熱爐水處理中還常常采用真空除氧，真空除氧比大氣式熱力除氧可省大量燃料，而且又能減少排煙損失，提高加熱爐效率，所以是大中型加熱爐有效的水處理方式。

4、加強加熱爐及系統的維護，防止和減少熱損失。

加熱爐運行時，由于維護不當，對熱效率影響也很大。為提高加熱爐系統熱效率，減少熱損失，在運行時應著重注意以下幾個問題：

一是加強維護保養，防止和減少熱量損失。由于加熱爐及供熱系統溫度比環境溫度高的多，使加熱爐本體及供熱系統向周圍放熱而產生損失在所難免。為了減少熱損失必須加強維護，對鍋爐本體及管道要做好保溫層，減少熱損失尤為重要。熱力管網及閥門等漏水也是熱損失一個不可忽視的環節，熱力管路的絕熱保護必須妥善處理。對使用熱水管道集汽罐排氣時，盡量使用自動排汽閥或密閉關鎖閥門，避免用胡亂開閥門放熱水。另外經常檢查供熱系統中閥門、接頭及散熱氣，隨時消除漏水現象。

二是加強管理，提高節能意識。加強管理包括技術管理及成本管理兩方面。在技術管理方面，應根據具體情況盡可能設置完善的管理系統。如燃燒中應該有取樣裝置，各種計量裝置及儀表，設置水質化驗室，以適應燃氣的工業分析。在成本管理方面，燃料管理是十分重要的工作。蒸汽和熱水是加熱爐房的產品，產量要有計劃，分析要有計量。加熱爐設備維修管理也是十分重要的，停爐時要有檢查制度，并派專人維修。

三、結束語

總之，提高加熱爐的熱效率的方法不能只從一個方面進行，而應當根據加熱爐運轉的實際情況綜合各種方式改進，同時還要加強相關管理，在未來發展中，要從生產實際出發，提高加熱爐熱效率。在生產工作中要根據實際的情況找出加熱爐可行的解決方案，確保加熱爐可以保持在高效率的狀態運行，確保加熱爐運行的安全性和經濟性。

參考文獻

[1]周世剛;油田地面集輸系統常用加熱爐適應性分析[J];油氣儲運;2014年第33期

[2]梁光川;黃興;王勇;文雯;燃氣加熱爐熱效率計算方法的改進及應用[J];油氣儲運;2016年第35期.

[3]楊新榮;鍋爐運行的優化調整[J];電力設備;2014年第4期.