降低排煙溫度

加熱爐對(duì)流室出口溫度為排煙溫度, 排煙溫度在某種程度上對(duì)加熱爐的熱效率起決定因素, 排煙溫度越低,熱損失越小,熱效率越高。而排煙溫度主要與被加熱介質(zhì)入口的溫度有關(guān), 并且隨介質(zhì)入口溫度升高而升高, 隨煙氣與介質(zhì)之間的溫差而變化。所以提高加熱爐的熱效率必須充分利用對(duì)流室, 從而降低被加熱介質(zhì)入口的溫度和縮小煙氣與介質(zhì)之間的溫差, 使排煙溫度降低。加熱爐的原料一般都是先經(jīng)裝置換熱后, 再進(jìn)加熱爐, 所以可通過減少換熱流程、采取冷進(jìn)料方式來降低加熱爐介質(zhì)入口溫度, 或者增加余熱回收設(shè)備,使排煙溫度降低, 提高加熱爐的熱效率。

在石油化工裝置加熱爐上, 廣泛采用空氣預(yù)熱器來回收煙氣余熱, 以提高加熱爐的熱效率。早期,普遍采用的是光管式空氣預(yù)熱器, 由于氣氣換熱過程中, 兩側(cè)氣體的傳熱膜系數(shù)均較小, 總的傳熱系數(shù)K 值僅有13～ 15W ? (m 2·℃) , 而且, 設(shè)備體積大、重量重, 但由于其制造工藝比較簡單, 便于現(xiàn)場制做、安裝, 故至今仍有一小部分空氣預(yù)熱器采用這種形式。現(xiàn)在較多采用的是擾流子翅片管式空氣預(yù)熱器, 也就是在光管外面增加翅片來強(qiáng)化管外傳熱, 在光管里面插入擾流子(扭帶或麻花鐵) 來強(qiáng)化管內(nèi)側(cè)傳熱, 通過管內(nèi)、管外同時(shí)強(qiáng)化傳熱, 使擾流子翅片管式空氣預(yù)熱器的總傳熱系數(shù)K 值可達(dá)到42～50W ?(m 2·℃) , 是一種新型、高效的傳熱設(shè)備。然而, 隨著加熱爐熱效率的提高, 煙氣排出空氣預(yù)熱器的溫度相應(yīng)降低, 以及燃料氣中硫含量的逐步增加, 空氣預(yù)熱器的露點(diǎn)腐蝕問題越來越突出。所謂露點(diǎn)腐蝕是指當(dāng)煙氣中預(yù)熱管的管壁溫度低于煙氣的露點(diǎn)溫度時(shí), 煙氣中的SO3 和水蒸汽形成H2SO4 冷凝液, 這種冷凝液不但腐蝕空氣預(yù)熱器預(yù)熱管的管壁, 造成預(yù)熱管蝕穿、折斷, 而且還會(huì)粘附大量的煙灰, 這種煙灰粘性大、附著力強(qiáng)、不易被吹掉, 降低了空氣預(yù)熱器的換熱效率, 嚴(yán)重時(shí), 將堵塞空氣預(yù)熱器, 增加煙氣流動(dòng)阻力, 直接影響加熱爐的正常操作。因此, 煙氣的露點(diǎn)腐蝕問題是影響空氣預(yù)熱器長周期高效率使用的首要問題。  提高加熱爐的排煙溫度, 即加熱爐的排煙溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度20～ 30℃, 使煙氣溫度還未達(dá)到露點(diǎn)溫度時(shí)就已從空氣預(yù)熱器中排出, 這樣也可防止預(yù)熱管的露點(diǎn)腐蝕。但由于加熱爐的排煙溫度對(duì)加熱爐的熱效率影響很大, 排煙溫度每升高10℃, 熱效率下降0.15% 左右, 因此, 排煙溫度也不能太高, 一般來說不低于160℃, 不高于200℃之間為好。

提高空氣入爐溫度

利用裝置的余熱或用煙氣的余熱來預(yù)熱入爐空氣,這樣,不僅可以省掉冷卻該介質(zhì)的空冷和水冷設(shè)備,使加熱爐的排煙溫度下降,同時(shí)又提高了進(jìn)入管式加熱爐的空氣溫度,對(duì)燃燒及傳熱帶來很油氣田地面工程第21卷第6期(2002.11)　環(huán)保節(jié)能多好處。當(dāng)空氣預(yù)熱到150℃時(shí),相當(dāng)于將管式加熱爐熱效率提高7 5%,當(dāng)空氣預(yù)熱到250℃時(shí),相當(dāng)于將加熱爐熱效率提高12%。可見提高空氣的入爐溫度,可以進(jìn)一步提高管式加熱爐的熱效率。通常采用的方式為:用煙氣余熱來預(yù)熱空氣,這樣即可降低管式加熱爐的排煙溫度,又可提高空氣的入爐溫度,使加熱爐的熱效率得到提高。