加热炉余热回收技术综述

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1、解红军解红军•男•高级工程师•1991年毕业于南京大学应用化学专业.获理学学士学位；2005年毕业于吉林大学高分子化学与物理专业•获理学硕士学位，现在中国石油天然气股份有限公司规划总院，长期从事节能与标准研究工作•地址：北京市海淀区志新西路3号•100083-E-mail:xiehongjun@petrochina.com.cn余绩庆刘富余(中国石油天然气股份有限公司规划总院)解红军等.加热炉余热回收技术综述.石油规划设计•2011•22(6):36-39摘要加热炉是炼油企业的主要耗能设备，采用烟气余热回

2、收技术可以大幅降低加热炉排烟温度•提高加热炉热效率•对于炼油企业降本增效具有重要意义。从技术原理、技术特点、适用范围、节能效果等多方面，分析了目前炼油企业加热炉上常用的几种烟气余热回收技术：管式空气预热器、热管式空气预热器、水热媒空气预热器、管式一水热媒组合式空气预热器、板式空气预热器以及余热锅炉等。指出应根据生产实际的需要、节能效果分析等，针对不同排烟温度的加热炉采用不同的余热回收技术。关键词加热炉；热效率；余热回收；空气预热器中图分类号：TR963文献标识码：A文章编号：1004-2970(2011)

3、06-0036-04加热炉作为炼油、化工生产装置的主要耗能设备，其燃料消耗在炼油企业能耗中的比重约为40%，加热炉装置是否节能和高效直接影响着整个企业的运营和盈利状况。常见装置加热炉燃料消耗占装置总能耗的比例为：常减压蒸馏装置一般为82%〜92%，焦化装置约为90%，连续重整装置约为82%•柴油加氢装置约为30%[1]。因此•提高加热炉热效率，减少加热炉燃料耗量•对于落实"节能减排"政策、提高炼油企业经济效益和能效水平都有重要意义，1余热回收技术热效率是衡量加热炉先进性的一个重要指标•加热炉热效率关系着炼

4、油装置能耗的高低，提高加热炉热效率即意味着节约燃料、降低装置能耗。提高加热炉热效率的措施主要有降低排烟温度、降低过剩空气系数、减少不完全燃烧热损失、减少散热损失等。回收烟气中的余热、降低排烟温度是提高加热炉热效率、减少加热炉燃料耗量最重要的技术措施。加热炉烟气余热回收方法主要有两种•一种是通过预热燃烧用空气的方式来回收；另一种是采用余热锅炉的方式来回收。目前•加热炉余热回收系统多采用空气预热回收方式。通常，只有高温管式炉(如乙烯裂解炉、烃蒸汽转化炉)和纯辐射炉才使用余热锅炉•这些加热炉排烟温度高•仅靠预贫

5、燃料气或空气不能将排烟温度降下来。常用的空气预热器主要有热油式空气预热器、回转式空气预热器、管式空气预热器、热管式空气预热器、水热媒空气预热器、板式空气预热器等多种类型。热油式空气预热器的传热在气一液两相间法行I同时便于用钉头或者翅片扩大传热面积以强仆传热•但因其受工艺流程的约束，难以自成系统•同时还受到热载体使用温度的限制。因此，除个别热载体炉和塔底重沸器采用热油式空气预热器外•新设计装置很少采用。回转式空气预热器有蓄热体转动、烟道风不动和蓄热体固定、烟道风周期性切换两种•炼油加热炉过去曾经用过蓄热体转

6、动的回转式空气预热器，但因漏风严重•现在已不使用。蓄热体固定的回转式空气预热器目前炼油加热炉尚未使用。管式空气预热器主要包括钢管式、铸铁管式、玻璃管式、搪瓷管式、扰流子式等多种类型。铸铁管式空气预热器结构比钢管式空气预热器复杂•目前国内还没有成熟的设计、制造和使用经验；玻璃管空气预热器的结构形式和钢管式空气预热器基本相同，但是不能承受高温，适宜在烟气露点温度以下工作•可作为一种防腐措施使用•一般都是与其他型号的空气预热器联合使用；搪瓷管空气预热器结构与钢管式空气预热器几乎是相同的•只是在与烟气接触的钢管外

7、表面搪瓷•避免低温露点腐蚀；扰流子空气预热器是在普通管式空气预热器的管内插入纽带或者麻花铁、作为扰流子、强化管内侧传热的一种空气预热器［2_4］。应用各种余热回收技术的设备的结构和工作原理以及适用范围各不相同，本文主要探讨钢管式空气预热器、热管式空气预热器、水热媒空气预热器、板式空气预热器、余热锅炉等余热回收技术及设备。2余热回收技术分析2.1钢管式空气预热器炼化企业加热炉使用的钢管式空气预热器，甶钢管、管板和壳体组成•钢管一般采用04Ommx1.5mm、051mmx1.5mm或060mmx2mm。将钢管

8、式空气预热器直接放置在对流室顶部的，称为上置式；将对流室烟气引下来、通过空气预热器和引风机后再将烟气由烟囱排出的•称为下置式。钢管式空气预热器具有结构和制造工艺筒单、价格便宜、无转动部件等优点；其缺点是换热面密度小•当量直径大，占地面或空间较多，特别是低温区受热面的露点腐蚀和积灰堵塞较严重，妨碍了加热炉热效率的进一步提高。目前•钢管式空气预热器广泛应用于芳烃、乙烯、二甲苯等装置加热炉上•取得较好的节能效果。钢管式空气预热器适合