炼油装置加热炉节能途径与制约因素

秦景民 陈红宇 王玉辉 谷华庆

摘 要：随着现在能源和环境问题日益突出，节能减排，保护地球的呼声越来越高，大家就如何提高能源的利用率进行了很多有意义的尝试，在这其中就有对炼油装置中加热炉的尝试。在炼油时，加热炉会消耗大量的包括电能在内的不可再生能源。所以解决炼油装置加热炉的能耗问题，提高其资源利用率就是一个值得开发的问题，同时这也是响应了国家节能减排的号召。本文研讨了加热炉节能的方法和影响因素，针对如何节能，表述了自己的想法，想为炼油装置加热炉的节能发展提供一个方向。

关键词：炼油装置加热炉；耗能；节能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.006

石油的炼制需要物理升华和化学提取两种方法相辅相成，但是要想实现这些，就需要较高的热量条件才能实现。 炼油装置中的加热炉的就是起到给他们供热的作用[1]。其加热效率将直接影响炼油工作的效率，而且还影响油品的质量。 所以 ，加热炉的节能是要考虑的一个重要问题，下面本文就做简单的介绍。

1 加热炉节能的必要性

加热炉作为炼油厂的能耗黑洞。一般来说，炼油厂超过四成的能源都被加热炉所消耗，虽然炼油厂用于不同生产流程的加热炉类型不同，但是其都有一个共同点就是耗能， 在极个别的加工流程中，有一多半的能量都用来给加热炉加热用了，可见其耗能的严重。但是炼油的过程中其加工装置需要保持一个基本的环境温度，否则就无法进行炼油工作，所以不管是哪个炼油设施，加热炉都是十分重要的，其节能也是必须的。

2 加热炉节能的主要途径

2.1 优化换热流程

加热炉的热量负荷并不是一成不变的，它是随着加工流程的改变而不断调整变换的，因此需要在加工的过程中频繁进行换热工作。如果换热流程能节能，那将取得非常好的节能效果。优化换热流程的可行性是很高的，不仅能减少燃料的消耗，还可以使其负荷减轻，延长炉体的寿命[2]。这样就能极大的减少燃料消耗，降低生产成本，创造巨大的经济效益。

2.2 充分回收余热

炼油的过程中热交换频繁并且负载巨大。加热炉在工作时有时需加热，有时需散热，温度的急速变换不仅耗能严重并且也折损其使用寿命。所以，尽管我们要追求效率，但是充分利用这些余热也可以极大的节约能源，减少资源的浪费。就像我们可以把空气冷却器散出的热空气进行回收，输送给加热炉，让其用作燃烧空气，就可减少加热空气的过程，也就能降低能源使用成本。

2.3 提高加热效率

提高加热效率可以从以下三个方面进行：第一降低排烟温度。炼油装置加热炉的热量会随着排烟流失很大一部分。加热炉的烟气刚排除时，温度很高，其中包含的热能也是非常巨大的，但其没有经过任何回收处理就直接排放流失其实是很可惜的。一个高效的加热炉燃料产生的热量的使用效率为三成左右，而如果当加热炉的燃料使用效率比较低时，其能量使用效率就只有10%了，超过90%的能量都随烟气流失了，可见其浪费的严重。而要降低排烟温度，可将需加热的水放到对流室中，通过烟气余热锅炉降低过剩空气系数，达到加热的目的。现实中，加热炉中的空气燃烧不可能达到完美状态，但是我们可以备出一部分过剩空气通入到加热炉中，使加热炉中的燃料燃烧的更加充分，而通入的那一部分空气就可以称为过剩空气[3]。第二，减少不完全燃烧。加热炉中的燃料不完全燃烧是因为燃烧过程不可能达到理想状态，受客观条件的影响，燃料很难与空气完全接触，所以有些燃烧流程就会有燃烧不完全的现象。不完全燃烧对于炼油厂来说是一件让人很头痛的事，这种情况就相当于变相的浪费燃料，改善工藝可以有效降低这个问题。高品质的燃烧炉也可以达到减缓不完全燃烧的目的。第三减少散热。加热炉暴露空气中，热量交换是不可避免的，但是我们可以对其进行加装保温材料，达到减少热交换的目的。加热炉中燃烧所产生的热量首先会加热炉内壁，之后热量就会传到炉的外壁，进而消散到空气中，导致热量流失。但新生产的加热炉这种现象得到有效地控制，热量流失不太严重，所以可以放心使用，但是旧的加热炉就需要注意保养和维护了。

3 制约加热炉节能的主要因素

3.1 降低排烟温度

降低排烟温度理论上可行，但实际上面临的技术难关众多，需要解决的成本问题异常突出。排烟温度高，降温还算容易，当排烟温度低时，则难度激增。并且烟气露点温度也制约着热效率的提高，所以想要达标是非常困难的。

3.2 降低炉外壁温度

降低炉外壁温度的制约条件主要是隔热材料的成本问题。像比较好的隔热材料，其成本一般就很高，如果对加热炉强加隔热，很可能是省下来的燃料费还不如购买隔热材料的费用高，与降低成本完全是背道而驰[4]。

3.3 环境保护的制约

空气预热是提高加热炉效率最常见的方式之一，但当温度升高时，氮氧化物的浓度也会升高，如果不进行处理就排放，容易造成空气污染，不符合现在的环保政策。

4 总结与展望

对加热炉所用的燃料进行净化不仅可以提高加热效率，还可以提高炼油厂成品油的品质，这是因为燃料中的杂质能在加热时影响炼油工程的质量，并且还会污染空气不利于环境保护工作的展开，所以对燃料的净化要重视起来。同时我们也相信余热回收可以通过开发新工艺来解决。毕竟这种工艺的已经在试验当中了，一旦该工艺取得突破性的进展，炼油装置的加热炉节能问题将不再会对炼油企业产生困扰。

参考文献：

[1]潘岩，葛玉龙，晋西润，王宁，左甜，马方义.高酸海洋原油炼油装置加热炉节能优化分析[J].石油石化节能，2017，7（07）：32-35+9.

[2]陈钰，严冲，马赛，王大泉.炼油装置加热炉节能途径与制约因素[J].化工管理，2016，13（13）：165.

[3]万士良，任雪粉.炼油装置加热炉节能存在的问题及解决措施[J].甘肃科技，2010，26（14）：30-31.

[4]李文辉.炼油装置加热炉节能途径与制约因素[J].中外能源，2009，14（10）：85-91.

作者简介：秦景民（1972-），男，山东广饶人，本科，工程师，研究方向：炼油设备。