試論提高管式加熱爐熱效率的措施

作者：李成龍

**：《山東工業技術》2023年第03期

【摘要】管式加熱爐廣泛應用於石油化工、天然氣化工和有機化學工業，是一種有燃燒的加熱裝置。管式加熱爐是連續運轉的裝置，其主要特點有：長週期操作，加熱溫度高，傳熱能力大，做好預熱爐的節能減排，意義重大。

本文分析了天然氣裂解裝置管式預熱爐存在的問題，介紹了改造過程，總結了改造效果及經濟效益，並對加熱爐今後的改造方向進行了展望。

【關鍵詞】節能改造；管式加熱爐；熱效率

1 管式加熱爐節能改造及效果

1.1 改造前預熱爐運**況

1.1.1 整體換熱面積偏低，不能滿足換熱要求

預熱爐換熱面積是決定其執行熱效率的基本要素。換熱面積小，無法充分換熱，大部分熱量由煙氣帶走，導致排煙溫度公升高，熱效率低。原預熱爐的對流段和輻射段均是4×φ76的螺旋盤管，預熱爐對流段採用的是光管，水平螺旋排列，這是舊式預熱爐普遍採取的形式，天然氣和氧氣預熱爐的換熱面積分別為32.

2m2與73.1m2，已經達不到設計工況下高效換熱的要求。

1.1.2 耐火保溫材料落後且易垮塌，區域性溫度偏高

原預熱爐殼體保溫材料選用的是澆注料+耐火磚結構，不但材料自身重，而且容易垮塌，造成區域性保溫效果差，爐壁面區域性溫度偏高，尤其是天然氣預熱爐，區域性壁面溫度最高處已接近230℃。從爐子的安全、經濟執行角度考慮，均有必要對其進行改進。

1.1.3 煙氣排煙溫度高，預熱爐熱效率低

改造前，由於裝置不斷擴能，加熱爐負荷不斷增加，各系列預熱爐排煙溫度高，一般都在360～470℃，熱效率都在65～75%。排煙熱損失主要是通過排煙溫度和排出的煙氣體積來決定的，這主要與過剩空氣係數、爐膛負壓及換熱效率等因素有關。當過剩空氣係數在1.

2～1.25，排煙溫度在360℃～470℃時，排煙損失佔到總熱量的15%～20%，由此可見這是預熱爐熱損失大，熱效率低的主要原因。而且排煙溫度越高，過剩空氣帶走的熱量越多，對熱效率的影響越大。