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挖掘现有加热炉的操作潜力节能

作者: 兴罡石化设备| 时间:2017-08-02 15:47:34 | 点击次数:

 这(zhei)里主要是(shi)(shi)介绍(shao)加(jia)(jia)热(re)(re)炉(lu)的(de)(de)节能,但是(shi)(shi)加(jia)(jia)热(re)(re)炉(lu)的(de)(de)扩大处理(li)量也是(shi)(shi)加(jia)(jia)热(re)(re)炉(lu)节能的(de)(de)重要技术手段之一,在装置改造过程中,如果(guo)能利用(yong)原有(you)的(de)(de)加(jia)(jia)热(re)(re)炉(lu)扩大处理(li)量,就(jiu)可以直(zhi)接省下基建费(fei)用(yong),同时减少(shao)加(jia)(jia)热(re)(re)炉(lu)的(de)(de)台(tai)位,这(zhei)样的(de)(de)节能效果(guo)也是(shi)(shi)非常(chang)显著的(de)(de)。

加(jia)热炉的(de)(de)设(she)计负(fu)(fu)荷(he)是(shi)加(jia)热炉的(de)(de)的(de)(de)标志性负(fu)(fu)荷(he)。关于(yu)加(jia)热炉的(de)(de)设(she)计负(fu)(fu)荷(he),在规范(fan)中(zhong)有(you)(you)明确的(de)(de)规定(ding),在实际(ji)当中(zhong)也会根据装置的(de)(de)需要对设(she)计负(fu)(fu)荷(he)进行调整。这里不对设(she)计负(fu)(fu)荷(he)进行讨论。然而对于(yu)改变(bian)使用用途的(de)(de)加(jia)热炉,其出力(li)将有(you)(you)较(jiao)大(da)的(de)(de)变(bian)化。这是(shi)由于(yu)其允许的(de)(de)热强(qiang)度的(de)(de)差别。即(ji)使是(shi)不更换用途,有(you)(you)些加(jia)热炉的(de)(de)热负(fu)(fu)荷(he)也有(you)(you)较(jiao)大(da)的(de)(de)余量。

比如,设计一台加热炉,工艺上考虑了换热流程的结垢改变油品性质等因素,对加热炉委托的负荷均较高。所以加热炉的设计负荷比操作负荷大很多,再加上加热炉的设计炉管表面热中强度设计人员一般极少有取到上限,所以有相当多的加热炉,提高30%的热负荷后,应能满足规范规定的热强度的要求。
炉膛温度:
在我国,除制氢、焦化加热炉外,其余的加热炉在工艺操作卡片上均做了炉膛温不超过800℃的限制,这个限制在设计上是没有依据的,对于加热炉来说,限制其使用温度的是管壁温度和管内油膜温度,当管内壁的油膜温度满足要求,管壁温度满足强度要求,对于炉膛温度是没有限制的(内衬和支撑件限制最高使用温度)。在设计中,对于炉膛温度是一不严格执行的量,就象前面讲的一样,辐射室的传热计算用了很多的假定,这些假定造成了计算与实际值有一定的差别。在加热炉支撑件的设计温度选择上也考虑到了这个差别,所以对于炉内的支撑件,其设计温度高于计算烟气温度110℃。

实际(ji)上,我们以住应(ying)用的(de)(de)(de)炉(lu)(lu)膛(tang)温度的(de)(de)(de)限制与炉(lu)(lu)管表(biao)面热(re)(re)强(qiang)(qiang)度和(he)炉(lu)(lu)膛(tang)体积热(re)(re)强(qiang)(qiang)度是(shi)矛盾的(de)(de)(de)。同时圆筒炉(lu)(lu)和(he)立(li)式(shi)炉(lu)(lu),在同样的(de)(de)(de)辐射吸(xi)(xi)热(re)(re)和(he)辐射表(biao)面热(re)(re)强(qiang)(qiang)度下,他们的(de)(de)(de)炉(lu)(lu)膛(tang)温度也是(shi)不一(yi)样的(de)(de)(de)。这从从传(chuan)热(re)(re)方程(cheng)(cheng)也可以看(kan)出。炉(lu)(lu)膛(tang)的(de)(de)(de)传(chuan)热(re)(re)和(he)气体辐射行程(cheng)(cheng),有效暴露砖墙面积,吸(xi)(xi)热(re)(re)面的(de)(de)(de)温度等相关因素有关。

举一个例子:
两个辐射室,炉管均为52根,有效长12m。单排单面辐射,炉管距炉墙的距离也相等的一台圆筒型加热炉和一台立式加热炉。我们们考察一下他们的炉膛温度,热强度间的关系。

介质进出口温度250~365℃
热负荷MW        8        10        12        14
        圆炉        方炉        圆炉        方炉        圆炉        方炉        圆炉        方炉
表面热强度W/m2        24242        30303        36364        42424
炉膛温度℃        738        723        802        788        859        847        915        904
体积热强度KW/m3        36.7        41        48.9        54.7        62.5        69.9        78.8        88.2
管内膜峰值温度℃        397        399        407        407        415        415        422        422
管外壁峰值温度℃        435        435        452        452        469        469        485        486
规范推荐表面热强度W/m2        30000~37000(所有立式炉)
36000~44000(立式炉或水平管立式炉)
按常压炉标准
规范规定体积热强度KW/m3        燃油124
燃气165

这里仅举(ju)一个例子(zi),不代表(biao)方炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)和圆(yuan)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的烟膛(tang)温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的关系,仅说明方炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)和圆(yuan)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的差别。从上表(biao)可以看出,如果受800℃烟气温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的限(xian)制(zhi),炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)管表(biao)面(mian)热(re)(re)强度(du)(du)(du)(du)(du)(du)无(wu)法达到规(gui)(gui)范(fan)推荐(jian)的上限(xian)。炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)的体积热(re)(re)强度(du)(du)(du)(du)(du)(du)远低于规(gui)(gui)范(fan)规(gui)(gui)定值,也(ye)(ye)就是说,这样的炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)子(zi)还有相当人余量,如果在炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)内再布管,还可以大(da)幅(fu)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的提高(gao)负荷。如果采用(yong)卧管立式炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)型,炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)在900℃时尚能满(man)足规(gui)(gui)范(fan)要(yao)求。对于我们(men)大(da)量采用(yong)铬钼钢炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)管的加(jia)热(re)(re)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu),管壁温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)还有相当的余量。这还只是一种(zhong)工况,如果再对比(bi)双面(mian)辐射的炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)子(zi),还会(hui)发(fa)现,达到设(she)计(ji)规(gui)(gui)范(fan)要(yao)求的平均热(re)(re)强度(du)(du)(du)(du)(du)(du),几乎所有的炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)子(zi)的炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)均超过800℃.其实,同样的表(biao)面(mian)热(re)(re)强度(du)(du)(du)(du)(du)(du)也(ye)(ye)并(bing)不对应一个炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du),随着炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)体尺寸的变(bian)化(hua),炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)也(ye)(ye)变(bian)化(hua),总之,影(ying)响炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)的因(yin)素很多,甚至炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)管的材质、预热(re)(re)空(kong)气的温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)也(ye)(ye)影(ying)响炉(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)膛(tang)的温(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)(du)。

管式炉的炉膛温度可以不受800℃限制。只要是炉内的支撑件,管内油膜温度,管壁温度以及炉衬等允许。在改扩建中,要优先考虑原有加热炉的潜力。
继续保留这个限制对我国的加热炉是一种极大的浪费。洛阳兴罡石化设备有限公司 0379-62329011

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