1、2007年11月，中國(guó)石化爐檢評(píng)價(jià)中心長(zhǎng)嶺中心站岳陽(yáng)長(zhǎng)嶺設(shè)備研究所有限公司，管式爐的燃料消耗在化工廠能源消耗中占60-80。因此，提高管式爐的熱效率，降低燃料消耗，對(duì)降低設(shè)備的能耗具有十分重要的意義。熱效率是衡量管式爐先進(jìn)性的重要指標(biāo)。效率和燃料的關(guān)系，圖2-1，2，圖2-1效率和燃料的關(guān)系，3與石油化工廠能源消耗的高低有關(guān)。20世紀(jì)70年代以前，管式爐的熱效率只有60-75。那個(gè)時(shí)代末期，由于全球能源危機(jī)，各種節(jié)能措施相繼啟動(dòng)，從那時(shí)起，管式爐的熱效率一再提高，目前大中型管式爐的熱效率一般在85-93之間，尤其是熱能分解爐，重視能源綜合利用的總體設(shè)計(jì)，其熱效率已達(dá)到94-95。小火爐為了提高

2、熱效率，共同采用余熱回收系統(tǒng)。常用節(jié)能途徑和措施、管式爐的熱負(fù)荷大小隨裝置熱交換過(guò)程而變化，處理能力不變的情況下，降低管式爐的熱負(fù)荷可以減少爐子的燃料用量。通過(guò)改善工藝過(guò)程、提高爐料溫度等措施，可以達(dá)到降低管式爐熱負(fù)荷節(jié)約能源的目的。2.1優(yōu)化裝置的熱交換系統(tǒng)，4，對(duì)流室的工藝變化氫化裝置的反應(yīng)，由于爐料昂貴，降低壓降等原因，凈輻射的單行雙面輻射，排氣溫度最高可達(dá)800。該裝置一般有重質(zhì)爐或分類(lèi)爐，其介質(zhì)爐溫不高，采用對(duì)流輻射爐型。它們之間應(yīng)該有共同回收余熱的方案。一是通過(guò)向分類(lèi)爐加熱的介質(zhì)先進(jìn)反應(yīng)制作對(duì)流室，然后再進(jìn)入分類(lèi)爐的對(duì)流室。另一種是將反應(yīng)爐的熱煙引入分類(lèi)爐的對(duì)流室入口，將分類(lèi)爐的對(duì)

3、流室改為兩個(gè)爐的共用。這樣可以大大降低兩個(gè)爐子的排煙溫度，提高整體熱效率，減少燃料消耗。2.2聯(lián)合回收余熱，5，調(diào)整裝置擴(kuò)建時(shí)，經(jīng)常將預(yù)處理部分的爐子作為新建改造引入對(duì)流室，然后返回原來(lái)的爐子。這樣不僅可以解決新建改造爐的熱效率問(wèn)題，而且無(wú)需改造原始預(yù)處理爐，也可以要求擴(kuò)大裝置和提高爐的熱負(fù)荷。(莎士比亞，歌劇，熱，熱，熱，熱，熱)聯(lián)合年份：對(duì)于定向裝置預(yù)處理部分的管式爐等小火爐，單爐的熱負(fù)荷不大，單缸余熱回收系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì)，但將這個(gè)小火爐的煙集中在一套余熱回收系統(tǒng)中是合理的。另外，集中回收煙，通過(guò)高煙囪均勻排放。減少6，2.3.1末端溫差，對(duì)流室出口溫度和加熱介質(zhì)減少對(duì)流室溫度差異。這項(xiàng)措施涉及

4、投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)的平衡問(wèn)題，必須通過(guò)詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)決定。末端溫差大，一次投資少，但管式爐熱效率低，運(yùn)行費(fèi)用高。末端溫差小，一次投資大，熱效率高，運(yùn)營(yíng)成本低。降低7，2.3煙氣排放溫度，使用空氣預(yù)熱器直接從煙氣預(yù)熱空氣的優(yōu)點(diǎn)是它自己的系統(tǒng)，不受工藝過(guò)程的限制。如果管式爐的其他參數(shù)沒(méi)有改變，空氣預(yù)熱溫度與提高熱效率值的關(guān)系如圖2-2所示。如圖所示，每當(dāng)空氣溫度升高20，爐子的熱效率就會(huì)提高約1%。隨著空氣溫度的升高，燃燒產(chǎn)物中NOX的增加，如果沒(méi)有降低NOX的適當(dāng)措施，對(duì)環(huán)境保護(hù)不利。此外，如果空氣溫度過(guò)高，除非改變?nèi)紵鹘Y(jié)構(gòu)和材料，否則會(huì)發(fā)生燃油噴嘴結(jié)焦或燃燒器結(jié)構(gòu)變形、燃燒等問(wèn)題。一般空氣預(yù)

5、熱溫度超過(guò)300后渡邊杏。2.3.2用各種空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，8，9，圖22空氣溫度和熱效率的關(guān)系，10，2.3.2.1熱管空氣預(yù)熱器熱管空氣預(yù)熱器的熱管一般由外殼和內(nèi)部工作流體(制冷劑)組成。鋼，密封管外殼內(nèi)抽真空，孔質(zhì)是特殊處理的液體，如圖2-3所示。但是碳鋼-水熱管在使用過(guò)程中不凝固的積累是常見(jiàn)的問(wèn)題之一。因此，長(zhǎng)期限制了熱管的有效壽命增加。11，圖2-3熱管電路圖，岳陽(yáng)腸靈設(shè)備研究所開(kāi)發(fā)的低溫除氫技術(shù)很好地解決了這個(gè)難題。該技術(shù)在2004年第13屆國(guó)際熱管年會(huì)上受到國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的高度評(píng)價(jià)，2006年獲得了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。使用該技術(shù)生產(chǎn)的熱管具有以下特點(diǎn)。氫氣去除反應(yīng)溫度大大降低，常溫下氫氣

6、去除反應(yīng)良好，徹底解決了鋼-水熱管在徐璐其他使用溫度下不凝固氣體的去除問(wèn)題，保證了鋼-水熱管的長(zhǎng)期高效運(yùn)行。12，13，用該技術(shù)生產(chǎn)的長(zhǎng)孝鋼-水熱管在實(shí)驗(yàn)室條件下壽命比普通熱管提高了一倍以上，其性能基本達(dá)到了銅的效果，但成本比銅大幅降低。工業(yè)節(jié)能效果明顯，根據(jù)相同的熱管數(shù)，熱風(fēng)平均溫度提高了20以上。14、鄭智薰凝析氣的去除效果非常明顯。在已應(yīng)用于工業(yè)的情況下，新生產(chǎn)的熱管使用了一年，熱管沒(méi)有凝固，性能沒(méi)有下降。使用普通熱管半年后，熱管冷端正常溫度下降了66%，溫度平均下降了63%，張曉剛-水熱管只有6%。目前該技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)嶺分公司、惡化烯烴工廠、鷹山石化、量子石化、西安石化、武漢石化等，受到

7、消費(fèi)者的好評(píng)。熱管換熱器在低溫?zé)煔庵惺褂脮r(shí)，熱管經(jīng)歷低溫露點(diǎn)腐蝕是使用中常見(jiàn)的另一個(gè)主要問(wèn)題。為了解決露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，我們可以根據(jù)煙的露點(diǎn)溫度合理確定煙的溫度。一般來(lái)說(shuō)，排煙溫度應(yīng)高于露點(diǎn)溫度20-40。另外，在冬季、夏季環(huán)境溫度差異較大的情況下，要調(diào)節(jié)不同的排煙溫度，適當(dāng)提高冬季排煙溫度。15，16，添加前預(yù)熱器，提高空氣進(jìn)入預(yù)熱器的溫度，有效防止露點(diǎn)腐蝕?？諝夤艿赖乃笮卧O(shè)計(jì)可以在煙霧溫度低或環(huán)境溫度低的情況下，通過(guò)部分熱交換后將空氣混合到冷空氣中來(lái)提高空氣的入口溫度。壁溫調(diào)節(jié)低溫防腐蝕設(shè)計(jì)。調(diào)節(jié)冷熱端的結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高熱管換熱器最低壁溫，防止低溫腐蝕。在結(jié)構(gòu)參數(shù)中，冷熱端長(zhǎng)度的變化對(duì)墻溫度的變

8、化最敏感，但欄端的長(zhǎng)度不能增加太多。否則，出口煙的溫度會(huì)升高，單熱管的傳熱能力會(huì)下降，空氣側(cè)流動(dòng)阻力也會(huì)增加。目前最適用的是調(diào)整銷(xiāo)的高度和間距。在結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)整中，通常建議同時(shí)更改冷溫面。這樣，壁溫變化快，單熱管的傳熱基本不變，在不增加管道行的情況下，可以保證原始傳熱性能。如果壁溫和露點(diǎn)溫度之間的差異不大，建議選擇銷(xiāo)高度或間距作為溫度控制參數(shù)。如果墻溫度和露點(diǎn)溫度之間的差異很大，則需要選擇冷端長(zhǎng)度作為溫度控制參數(shù)，或者同時(shí)調(diào)整多個(gè)參數(shù)。用這種方法逐行改變壁溫低于煙霧露點(diǎn)的最后熱管結(jié)構(gòu)，可以有效防止低溫腐蝕。17，18，熱管是低溫區(qū)的熱交換部件，外部表面使用搪瓷鍍金。也就是說(shuō)，在普通碳鋼(翅片管)

9、外部涂抹耐酸搪瓷，可以有效防止換熱器低溫露點(diǎn)腐蝕。搪瓷層薄，一般厚度為0.2毫米，與碳鋼緊密結(jié)合，對(duì)傳熱效果影響不大。搪瓷管的傳熱系數(shù)大于48.3W(m2)，與碳鋼管相比，傳熱系數(shù)相對(duì)小于7.14%。漆皮表面光滑，污垢不好，抗磨損，抗腐蝕。與耐酸不銹鋼材料選擇相比，可以減少投資。2.3.2.2水果體空氣預(yù)熱器水果體空氣預(yù)熱器以氧氣水或淡水作為果實(shí)體(中間熱體)構(gòu)建閉路循環(huán)系統(tǒng)。熱重水通過(guò)放在爐子對(duì)流室出口的煙氣換熱器吸收煙氣的熱量，然后通過(guò)放在鼓風(fēng)機(jī)出口的空氣預(yù)熱器釋放熱量，加熱空氣，使煙氣熱量循環(huán)到爐子所需的空氣中。為了防止煙熱交換器的低溫露點(diǎn)腐蝕，在水果實(shí)體空氣預(yù)熱器進(jìn)口和循環(huán)水泵進(jìn)口之間

10、設(shè)置旁路調(diào)節(jié)閥，控制空氣預(yù)熱器的換熱器，確保煙熱交換器熱重水的溫度高于露點(diǎn)溫度。也就是說(shuō)，煙霧換熱器的最低壁溫高于露點(diǎn)(一般設(shè)計(jì)值為120-150)。水熱介質(zhì)空氣預(yù)熱器的一般步驟見(jiàn)圖2-4。19，20，圖2-4水果實(shí)體空氣預(yù)熱器的一般流程圖(1)水果實(shí)體空氣預(yù)熱器進(jìn)入煙熱交換器的果實(shí)體溫度均控制在130以上，因此，即使?fàn)t負(fù)荷降低，煙排放溫度也高于水果實(shí)的進(jìn)口溫度。煙側(cè)最低管壁溫度均高于水果實(shí)體進(jìn)口溫度，即露點(diǎn)溫度，更好地適應(yīng)爐內(nèi)負(fù)荷變化。(2)水果實(shí)體空氣預(yù)熱器安裝旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高控制電路中進(jìn)入煙交換器的熱重水溫度，使煙側(cè)最低管壁溫度高于露點(diǎn)溫度，能適應(yīng)燃料變化。21，(3)爐短時(shí)間運(yùn)行異常

11、，空氣預(yù)熱器煙溫高于正常設(shè)計(jì)值時(shí)，水果體空氣預(yù)熱器不發(fā)生熱管故障或爆破現(xiàn)象。水果實(shí)體空氣預(yù)熱器總管道設(shè)有安全閥，當(dāng)熱重水壓力高于設(shè)定值時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)跳躍，保證設(shè)備安全，設(shè)備壽命為5年以上。(4)與熱管式空氣預(yù)熱器相比，最終排煙溫度可以降低20-50，提高余熱回收效率，提高加熱爐熱效率1以上。22，2.3.2.3水冷體空氣預(yù)熱器和熱管空氣預(yù)熱器的比較熱管空氣預(yù)熱器的主要缺點(diǎn)是(1)熱管運(yùn)行彈性小。爐子正常工作時(shí)，煙氣對(duì)流室空氣預(yù)熱器的溫度為220-350，異常情況下，煙氣溫度可能高于設(shè)計(jì)值100-150，此時(shí)產(chǎn)生了大量的非冷凝氣體，導(dǎo)致熱管元件內(nèi)的循環(huán)減少，部分熱管失效。23，24，(2)熱管

12、式空氣預(yù)熱器更難適應(yīng)燃料變化。燃料硫含量增加，煙氣露點(diǎn)溫度升高，熱管式空氣預(yù)熱器低溫段管壁溫度低于露點(diǎn)溫度，可能發(fā)生露點(diǎn)腐蝕。因此，使用熱管式空氣預(yù)熱器時(shí)，為了防止露點(diǎn)腐蝕，將排氣溫度設(shè)定得太低，渡邊杏進(jìn)行。通常是140-180。水果實(shí)體空氣預(yù)熱器的主要缺點(diǎn)是(1)水果實(shí)體空氣預(yù)熱器通過(guò)除氧氣水或鹽水外的介質(zhì)循環(huán)去除煙氣余熱，因此需要連接到設(shè)備外(或內(nèi)部)的水系統(tǒng)，過(guò)程很長(zhǎng)。需要在爐子上添加熱水泵、旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)、安全閥等(其他類(lèi)型的余熱回收系統(tǒng)沒(méi)有這樣的設(shè)施)，(2)用于加熱負(fù)荷低的爐子，投資成本高。因此，這兩種技術(shù)的應(yīng)用必須根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件靈活采用。在25，2.3.3煙氣余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽的部分生

13、產(chǎn)裝置中，連續(xù)重整4合1再反應(yīng)爐的熱負(fù)荷很大，為了減少壓力下降，對(duì)流室不能排出爐子。只有對(duì)流室可以用作煙氣余熱鍋爐。另外，氫裝置的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換反應(yīng)只在輻射室的轉(zhuǎn)換管內(nèi)進(jìn)行，熱負(fù)荷大，排煙室的溫度比普通管高得多。對(duì)流室僅靠預(yù)熱原料氣不能降低煙氣溫度。只能布置煙氣余熱鍋爐，將蒸汽集成到系統(tǒng)管網(wǎng)中。26，2.3.4除灰，高爐溫效率爐子不完全燃燒產(chǎn)生的碳粒子和燃料中的灰分等灰塵污染了對(duì)流室管和余熱回收系統(tǒng)(如熱管)的外部表面，增加了熱阻，降低了傳熱效果。造成加熱面積灰垢的主要因素是燃料質(zhì)量重，硫含量高。塵風(fēng)機(jī)的選擇和使用不當(dāng)，受熱面表面產(chǎn)生舊污垢。爐膛負(fù)荷變化引起的燃燒質(zhì)量波動(dòng)性很大。，27、為了使?fàn)t

14、子長(zhǎng)期有效工作，采取的主要措施是(1)在線使用清灰劑。在爐子運(yùn)行期間，定期在輻射下看到化工適量，加入清灰劑，達(dá)到去除對(duì)流段管表面污垢的目的。其原理是，投入爐子的青灰劑燃燒后，堿性物質(zhì)隨著煙氣的流動(dòng)堆積在爐子表面，與殘?jiān)械乃?、碳酸鹽發(fā)生中和反應(yīng)，成為沒(méi)有腐蝕、沒(méi)有粘合性的硫酸鹽，從管壁上自行剝落。(2)必須用吹風(fēng)機(jī)定期清除堆積的灰。這對(duì)燃油加熱爐尤其重要。目前灰燼的種類(lèi)比較多，有蒸汽吹風(fēng)機(jī)、聲波吹風(fēng)機(jī)、二次(啊)聲波吹風(fēng)機(jī)、氣體脈沖(急波)吹風(fēng)機(jī)等，在各自的使用范圍內(nèi)效果很好。28，現(xiàn)在利用聲學(xué)、振動(dòng)學(xué)、疲勞學(xué)等原理，通過(guò)聲波發(fā)生器將一定強(qiáng)度的聲波傳送到運(yùn)行的爐子內(nèi)的各種灰塵可以堆積的空間區(qū)域

15、，通過(guò)聲能的作用將這些區(qū)域的空氣分解為灰燼、時(shí)與粒子振動(dòng)。也就是說(shuō)，把這些粒子拉出來(lái)，按下。達(dá)到一定周期應(yīng)力周數(shù)N(N為102-105)時(shí)，疲勞會(huì)逐漸破壞灰色，時(shí)間之間的結(jié)合力，由于煙霧氣流和煙霧中包含的粒子以及對(duì)灰色粒子的沖擊，灰色污垢會(huì)脫落，并被煙氣流去除。29，30，北京市林業(yè)公司制造的聲波制裁系統(tǒng)由壓縮空氣源、聲波發(fā)生器、聲波導(dǎo)管、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)四部分組成。系統(tǒng)使用的壓縮空氣壓力在O.3-O.6 MPa之間，流量在2-6 m3min之間，并且包含空氣過(guò)濾器、油霧、減壓閥和電磁閥等零部件。除周期范圍為1.5-3 m，聲強(qiáng)范圍為135-140 dB，聲波頻率為30-70 Hz。實(shí)踐證明

16、，妥善使用煙灰缸設(shè)施，及時(shí)消除爐灰是高爐長(zhǎng)期安全運(yùn)行的重要措施之一。運(yùn)行中要充分重視灰燼，不要等到堆積的灰燼變多，要努力保持不堆積或積少的好狀態(tài)。(莎士比亞，哈姆雷特，努力)，31，(3)干冰清洗和化學(xué)清洗是油渣和對(duì)流室安裝了釘子頭管、鰭管的爐子，很難完全解決灰分問(wèn)題。因此，近幾年停工整頓期間和缺額期間，干冰清洗和化學(xué)清洗清洗對(duì)流管的方法取得了良好的效果。數(shù)據(jù)表明，這兩種方法可以清洗對(duì)流管的堆積材料，然后將排氣溫度降低到20-100，熱效率相應(yīng)提高1-5。下面分別介紹這兩種對(duì)流管裝載的清洗方法和注意事項(xiàng)。干冰清洗，42，干冰是CO2的固體存在形式，在CO2正常狀態(tài)下是無(wú)色無(wú)味的氣體。78低溫下

17、，CO2作為固體存在，在常壓下，固體CO2直接升華，沒(méi)有液化過(guò)程。干冰清洗又稱冷噴霧。將壓縮空氣作為動(dòng)力和載體，將干冰粒子作為加速粒子，通過(guò)專(zhuān)用噴霧清洗機(jī)噴射到清洗對(duì)象表面，利用高速運(yùn)動(dòng)的固體干冰粒子的動(dòng)量變化、升華、熔化等能量轉(zhuǎn)換，快速董潔、凝結(jié)、脆化、剝?nèi)デ逑磳?duì)象表面的污垢、油、殘留雜質(zhì)等，同時(shí)該方法對(duì)清洗對(duì)象表面，特別是金屬表面有任何損傷，43，化學(xué)清洗化學(xué)清洗利用清洗液的濕潤(rùn)、滲透、乳化、分散和剝離性能，清除爐面的污垢。其過(guò)程是清洗設(shè)備將清洗液輸送到對(duì)流段頂部，從上到下噴射到對(duì)流段管表面，在對(duì)流段底部安裝水桶，將清洗液引導(dǎo)到火爐的過(guò)程。(David aser，Northern Exposure，清洗)在清洗過(guò)程中，防止?fàn)t子內(nèi)對(duì)流段和輻射內(nèi)襯被清洗液沾濕的方法是爐子清洗中比較重要的技術(shù)程序。(約翰f肯尼迪，Northern Exposure美國(guó)電視劇，清洗)對(duì)流段、輻射段內(nèi)襯濕、進(jìn)水、受傷會(huì)導(dǎo)致?tīng)t子開(kāi)工后爐襯脫落、開(kāi)裂等現(xiàn)象，會(huì)影響爐子的正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響爐子的正常運(yùn)轉(zhuǎn)因此，清潔過(guò)程中要有爐襯的保護(hù)措施。，33，近幾年，岳陽(yáng)莊嶺設(shè)備研究所分別為中石妝嶺分公司、廣州分公司、洛陽(yáng)分公司、天津分公司、無(wú)名分公司、西安分公司、刑門(mén)寺及上海石化、脂溢石化、揚(yáng)子石化、陳釋華、燕山石化、大景碩化、吉林化工化學(xué)清洗效果如圖2-5、圖2-6所示。34，35，圖2-5針管結(jié)垢和清洗后的狀