降低排煙溫度

加熱爐對流室出口溫度為排煙溫度, 排煙溫度在某種程度上對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, 再進加熱爐, 所以可通過減少換熱流程、采取冷進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熱器采用這種形式?，F(xiàn)在較多采用的是擾流子翅片管式空氣預熱器, 也就是在光管外面增加翅片來強化管外傳熱, 在光管里面插入擾流子(扭帶或麻花鐵) 來強化管內(nèi)側(cè)傳熱, 通過管內(nèi)、管外同時強化傳熱, 使擾流子翅片管式空氣預熱器的總傳熱系數(shù)K 值可達到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, 煙氣排出空氣預熱器的溫度相應降低, 以及燃料氣中硫含量的逐步增加, 空氣預熱器的露點腐蝕問題越來越突出。所謂露點腐蝕是指當煙氣中預熱管的管壁溫度低于煙氣的露點溫度時, 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熱器預熱管的管壁, 造成預熱管蝕穿、折斷, 而且還會粘附大量的煙灰, 這種煙灰粘性大、附著力強、不易被吹掉, 降低了空氣預熱器的換熱效率, 嚴重時, 將堵塞空氣預熱器, 增加煙氣流動阻力, 直接影響加熱爐的正常操作。因此, 煙氣的露點腐蝕問題是影響空氣預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溫度20～ 30℃, 使煙氣溫度還未達到露點溫度時就已從空氣預熱器中排出, 這樣也可防止預熱管的露點腐蝕。但由于加熱爐的排煙溫度對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,同時又提高了進入管式加熱爐的空氣溫度,對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。當空氣預熱到150℃時,相當于將管式加熱爐熱效率提高7 5%,當空氣預熱到250℃時,相當于將加熱爐熱效率提高12%?？梢娞岣呖諝獾娜霠t溫度,可以進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。