加熱爐培訓(xùn)班石化加熱爐燃燒器與石化加熱爐節(jié)能技術(shù)

石化加熱爐熄滅器石化加熱爐節(jié)能技術(shù)2006年12月20日.熄滅器分類

燃?xì)庀缙?、★按燃料可分為：燃油熄滅器油、氣結(jié)合熄滅器全預(yù)混式熄滅器、燃?xì)庀缙?半預(yù)混式熄滅器外混式熄滅器、全預(yù)混式熄滅器：燃料氣與熄滅空氣完全混合后進(jìn)入熄滅道熄滅。優(yōu)點(diǎn)是：燃料熄滅完全、熄滅速度快、火焰短、過?？諝庀禂?shù)低〔1~1.05〕；缺陷是：易發(fā)生回火、操作彈性小、構(gòu)造復(fù)雜、熄滅產(chǎn)物中NOx含量高、燃料氣的壓力必需穩(wěn)定，且P≤0.1Mpa、不宜采用空氣預(yù)熱和高含氫燃料氣不宜采用。外混式熄滅器：燃料氣直接噴入熄滅道，與空氣邊混合邊熄滅。優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造簡單、操作彈性大、燃料氣選擇性廣，可以采用強(qiáng)迫供風(fēng)，也可以采用自然供風(fēng)；其缺陷是：熄滅速度慢、火焰高、過?？諝庀禂?shù)大。.半預(yù)混式熄滅器：燃料氣與一部分空氣混合后噴入熄滅道，與空氣邊混合邊熄滅。其他性能介于全預(yù)混式熄滅器和外混式熄滅器兩者之間。缺陷是構(gòu)造復(fù)雜：無介質(zhì)霧化燃油熄滅器有介質(zhì)霧化熄滅器無介質(zhì)霧化熄滅器:不用霧化介質(zhì)，靠燃料油本身的壓力把燃料油霧化成很小的液粒，故也稱為壓力霧化熄滅器。優(yōu)點(diǎn)是:不用霧化介質(zhì)；缺陷是：霧化液粒大、燃料油的壓力高。有介質(zhì)霧化熄滅器：用霧化介質(zhì)〔過熱蒸汽或縮空氣〕把燃料油霧化成小液粒，優(yōu)點(diǎn)是:霧化液粒小、燃料油的壓力低。石化加熱爐普遍采用該類熄滅器

油氣結(jié)合熄滅器:把瓦斯熄滅器和油熄滅器組成一個熄滅器，由燃油噴嘴、燃?xì)鈬娮?、熄滅道、鋼?gòu)造〔消音罩〕、調(diào)風(fēng)閥、長明燈等部件組成，可專燒瓦斯、又可專燒油、還可瓦斯和油混燒，在管式加熱爐上采用的最多。.自然供風(fēng)熄滅器★按供風(fēng)方式可分為強(qiáng)迫供風(fēng)熄滅器自然供風(fēng)熄滅器：靠加熱爐本身構(gòu)成的負(fù)壓把空氣吸入熄滅器的火道。沒有采取煙氣余熱回收的加熱爐采用此類熄滅器。強(qiáng)迫供風(fēng)熄滅器：靠鼓風(fēng)機(jī)把空氣強(qiáng)迫送入熄滅器的火道。采取煙氣余熱回收的加熱爐采用此類熄滅器。.普通熄滅器★按技術(shù)性能可分為節(jié)能熄滅器高效熄滅器普通熄滅器：可以滿足消費(fèi)用熱需求，過?？諝庀禂?shù)高、霧化介質(zhì)耗量大。1970年前開發(fā)的熄滅器應(yīng)屬于普通熄滅器。節(jié)能熄滅器：不但可以滿足消費(fèi)用熱需求，而且，過?？諝庀禂?shù)較小、霧化介質(zhì)耗量較少。1970年后開發(fā)的熄滅器應(yīng)屬于節(jié)能熄滅器。.高效熄滅器：燃料經(jīng)過熄滅將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔獾膬?nèi)能，高溫?zé)煔獾膬?nèi)能不但包含有熱能，而且還包含有做功才干。石化加熱爐運(yùn)用的氣體或液體燃料均為優(yōu)質(zhì)燃料，經(jīng)過熄滅將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔獾膬?nèi)能后具有較大的做功才干，運(yùn)用普通熄滅器或節(jié)能熄滅器，這種做功才干的利用率很低〔10%左右〕，從科學(xué)意義上講，也是能源的浪費(fèi)。為了提高高溫?zé)煔饩哂械淖龉Σ鸥傻睦寐?，開發(fā)出了熱電結(jié)合和熱功結(jié)合技術(shù)。由于采用熱電結(jié)合和熱功結(jié)合技術(shù)的一次投資很高，只能在一些大型安裝中運(yùn)用，為此科學(xué)任務(wù)者把提高高溫?zé)煔饩哂械淖龉Σ鸥傻睦寐恃杏懠性诹烁咝缙鞯拈_發(fā)上，目的是：把高溫?zé)煔饩哂械淖龉Σ鸥赊D(zhuǎn)化成動能，使高溫?zé)煔庖暂^高的速度噴入加熱爐輻射室，在噴口處一定的范圍內(nèi)構(gòu)成一定的負(fù)壓，拉動輻射室頂部煙氣向輻射室底部回流，在輻射室構(gòu)成較強(qiáng)的煙氣回流和機(jī)械擾動，到達(dá)強(qiáng)化輻射室對流傳熱和改善輻射室溫度分布，降低爐管受熱不均勻系數(shù)的目的。追求的目的是：在較低過?？諝庀禂?shù)下，使燃料完全熄滅；高溫?zé)煔庾龉Σ鸥傻睦寐实竭_(dá)30%，輻射室的對流傳熱添加50%，輻射室爐管受熱不均勻系數(shù)降低30%~40%；熄滅噪聲和熄滅產(chǎn)物中的NOx含量必需低于國家有關(guān)規(guī)范中的規(guī)定值。高效熄滅器是一種理想的熄滅器，目前各國都正在開發(fā)研制中。我國科研單位于20世紀(jì)80年代著手進(jìn)展高效熄滅器開發(fā)研制任務(wù)，并開發(fā)研制出了幾種高效熄滅器，但還處于開發(fā)研制階段。.油氣結(jié)合熄滅器構(gòu)造油氣結(jié)合熄滅器由燃油噴嘴、燃?xì)鈬娮?、熄滅道、調(diào)風(fēng)門、長明燈等部件組成，可專燒瓦斯、又可專燒油、還可瓦斯和油混燒，在石化加熱爐上用的最多的熄滅器。..燃油噴嘴燃油噴嘴俗稱油槍。燃油噴嘴的主要義務(wù)是把燃料油霧化成微米級的油粒，并構(gòu)成便于與空氣混合的霧化炬。煉油及石油化工加熱爐熄滅器運(yùn)用的燃油噴嘴幾乎都是內(nèi)混式蒸汽霧化型，由霧化蒸汽管、燃料油管、霧化器、混合室和噴頭等部件組成，其構(gòu)造如下圖：.燃油噴嘴的主要參數(shù)1、霧化角：由于燃油噴頭上所開的各個噴孔之間有一定張角，因此內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化炬呈空心圓錐形，圓錐形的錐度就是內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化角。霧化角取決于噴頭孔的張角，而操作參數(shù)對霧化角的影響很小。根據(jù)長期工業(yè)運(yùn)用的閱歷，內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化角為36°~40°為宜，詳細(xì)到熄滅器，需求根據(jù)熄滅器火道尺寸和要求火焰高度、燃料油的物性等條件進(jìn)展綜合思索，確定合理的噴頭孔張角或燃油噴嘴的霧化角。2、噴油量：單位時間燃料油噴出量，也稱為燃油噴嘴的噴出才干。㎏/h3、油壓：燃料油進(jìn)入燃油噴嘴的壓力，MPa。普通為0.4MPa~10MPa。4、汽壓：霧化蒸汽進(jìn)入燃油噴嘴的壓力，MPa。普通為0.5MPa~11MPa。5、霧化粒度：霧化后燃料油粒的平均直徑，普通用索太爾平均直徑表示。根據(jù)長期工業(yè)運(yùn)用的閱歷，內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的索太爾平均直徑小于60μm對熄滅是適宜的。6、汽耗：單位燃料油所耗費(fèi)的霧化蒸汽量，用㎏/㎏表示〔實踐上是一個無因次數(shù)〕。目前我國煉油和石油化工加熱爐熄滅器燃油噴嘴實踐汽耗普通在0.3~0.25㎏/㎏之間。7、油孔面積:汽孔面積:噴頭孔面積=1:4:8.5.燃?xì)鈬娮烊細(xì)鈬娮煲卜Q為瓦斯噴嘴或瓦斯槍。目前我國煉化加熱爐運(yùn)用的油氣結(jié)合熄滅器的燃?xì)鈬娮齑蠖鄶?shù)為外混式。外混式燃?xì)鈬娮斓牧x務(wù)是將燃料氣分散成細(xì)流，并以恰當(dāng)?shù)慕嵌葒娙胂绲溃员闩c空氣很好的混合。1970年到1984年我國煉化加熱爐運(yùn)用的油氣結(jié)合熄滅器大多為Ⅶ型熄滅器。Ⅶ型熄滅器的燃?xì)鈬娮鞛椤跋灎T頭〞式，構(gòu)造如右圖所示：蠟燭頭〞式燃?xì)鈬娮齑嬖谟袠?gòu)造復(fù)雜，安裝、改換不方便，火焰發(fā)散、外形不夠完好，過?？諝庀禂?shù)較大等缺陷.1984年洛陽石化工程公司原設(shè)備研討所研制開發(fā)出了ERI系列油氣結(jié)合熄滅器。該系列油氣結(jié)合熄滅器的燃?xì)鈬娮鞛榧刑坠苁健?/p>

由于集中套管式燃?xì)鈬娮炀哂袠?gòu)造簡單，便于安裝或改換，火焰外形完好、剛直有力，過?？諝庀禂?shù)低等優(yōu)點(diǎn)，很快獲得普遍采用。1984年以后新開發(fā)的油氣結(jié)合熄滅器的燃?xì)鈬娮炀鶠榧刑坠苁剑徊糠謿怏w熄滅器也采用了集中套管式燃?xì)鈬娮?。但這種燃?xì)鈬娮煲泊嬖诟客咚惯^分集中，根部配風(fēng)量缺乏、旋流罩易零落等缺陷。.洛陽石化工程公司和金陵分公司協(xié)作開發(fā)出了一種低過剩空氣系數(shù)、低NOx油氣結(jié)合熄滅器，2006年11月29日經(jīng)過中國石化股份公司技術(shù)鑒定。該熄滅器的燃?xì)鈬娮鞛榧橙×恕跋灎T頭〞式和集中套管式燃?xì)鈬娮斓膬?yōu)點(diǎn)，抑制兩者的缺陷而開發(fā)的外混式，噴頭為Φ48×4無縫鋼控制形成的圓環(huán)，在噴頭上沿兩個不同直徑的圓環(huán)開有兩圈瓦斯噴孔，將燃料分內(nèi)外兩層配入熄滅器，80%的燃料由外環(huán)噴孔噴入熄滅道，20%的燃料由內(nèi)環(huán)噴孔噴入熄滅道，兩層燃料放射方向與熄滅器中心線的夾角相差180°。.配風(fēng)器配風(fēng)器的作用是使得熄滅空氣與燃料充分混合，并構(gòu)成穩(wěn)定而又符合要求的火焰外形。特別是在燒燃料油的情況下，為了保證重質(zhì)燃料油熄滅良好，除了使之良好霧化外，還必需有良好的配風(fēng)器，使空氣與燃料迅速、充分混合。尤其重要的是在火焰根部必需保證有足夠的供風(fēng)量，以防止燃料油受熱時因缺氧而裂解，產(chǎn)生游離碳，使得加熱爐熱效率降低并冒黑煙污染環(huán)境。1984年前的配風(fēng)器為雙套圈式，1984年后逐漸被蝶閥式取代。.熄滅道熄滅道、簡稱為火道，由耐火資料〔粘土或高鋁土〕燒制而成，普通分上下兩部分，因上部分較下部分大，俗稱大火盆磚和小火盆磚。熄滅道的作用有三：1、蓄積一定的熱量，加熱燃料和熄滅空氣，使之迅速到達(dá)著火溫度，構(gòu)成穩(wěn)定的熄滅。在燃燃料油時，小火盆磚對燃料油的蒸發(fā)、著火和穩(wěn)定熄滅有著重要的作用。2、熄滅道可以約束熄滅空氣，使熄滅空氣與燃料充分混合而不散溢。3、熄滅道和配風(fēng)器一同使氣流構(gòu)成理想的流型，以得到符合要求的火焰外形。.影響熄滅器技術(shù)程度的主要參數(shù)1、過剩空氣系數(shù)實踐進(jìn)入爐膛的空氣量與燃料完全熄滅所需求的實際空氣量之比，叫做過剩空氣系數(shù)。過剩空氣系數(shù)與輻射室傳熱量關(guān)系輻射室傳熱量為：

輻射室的傳熱量隨過剩空氣系數(shù)加大而減少。緣由是：過剩空氣系數(shù)加大，降低火焰溫度，減少三原子氣體濃度，降低輻射熱的吸收率。過?？諝庀禂?shù)與熱效率的關(guān)系加熱爐熱效率反平衡計算公式為：

在排煙溫度、不完全熄滅損失和外壁散熱損失不變時，加熱爐熱效率隨過剩空氣系數(shù)加大而降低，降低過剩空氣系數(shù)可以有效地提高加熱爐的熱效率。但過剩空氣系數(shù)太小會使熄滅惡化，燃料熄滅不完全，使?fàn)t效率降低。過剩空氣系數(shù)對加熱爐的熱效率和輻射室傳熱量都有著直接的影響；是影響熄滅器技術(shù)程度的重要參數(shù)，在保證燃料完全熄滅的前題下，過?？諝庀禂?shù)越小，熄滅器技術(shù)程度越高。.2、燃料的不完全熄滅損失簡稱為不完全熄滅損失因燃料沒有完全熄滅而未能釋放出的反響熱量占燃料低熱值的百分?jǐn)?shù)稱為燃料的不完全熄滅損失，簡稱不完全熄滅損失。在熄滅器有效熱負(fù)荷一定時，不完全熄滅損失越大，需求供應(yīng)熄滅器的燃料越多，加熱爐能耗也就越高，這是人們最不情愿看到的。與熄滅器的配風(fēng)技術(shù)，燃料油霧化技術(shù)，燃料噴嘴、火道和配風(fēng)器三者匹配性等與不完全熄滅損失有著直接的關(guān)系。所以，不完全熄滅損失的大小是衡量熄滅器技術(shù)程度高低的最要標(biāo)志之一。經(jīng)過近100年的開展，燃油熄滅器的不完全熄滅損失約在0.5%以下，燃?xì)庀缙鞯牟煌耆鐡p失約在0.1%以下。3、排放煙氣中NOx的濃度燃料熄滅產(chǎn)生的有害氣體主要是SOx、NOx，SOx取決于燃料的硫含量，NOx主要取決于熄滅器的技術(shù)水。由于加熱爐是煉油和石油化工消費(fèi)安裝的最大污染源，為保證操作工人和周邊居民的身體安康，國內(nèi)外對加熱爐排煙中N0x的含量實行了濃度和總量雙重控制，控制目的是非常嚴(yán)厲的。為滿足加熱爐排煙符合N0x濃度和總量控制要求，熄滅器必需具有低NOx性能。.4、燃油噴嘴的汽耗燃油噴嘴汽耗：單位燃料油所耗費(fèi)的霧化蒸汽量，用㎏/㎏表示。在保證霧化質(zhì)量的前提下，燃油噴嘴汽耗越低，耗費(fèi)的蒸汽量就越少，加熱爐的操作費(fèi)用也就越低。所以，燃油噴嘴汽耗的大小是衡量熄滅器技術(shù)程度高低的標(biāo)志之一。目前我國煉油和石油化工加熱爐熄滅器燃油噴嘴實踐汽耗普通在0.3~0.25㎏/㎏之間。5、燃油噴嘴的霧化粒度燃油噴霧化粒度：霧化后燃料油粒的平均直徑，普通用索太爾平均直徑表示。對于燃料油來講，為了在較低的過?？諝庀禂?shù)下實現(xiàn)完全熄滅，必需把燃料油霧化成非常小的油粒。燃油噴霧化粒度是燃料油霧化后油粒直徑大小的標(biāo)志，其值大小代表燃油噴嘴對燃料油霧化質(zhì)量，對燃油熄滅器的過剩空氣系數(shù)和不完全熄滅損失都有著直接影響。霧化粒度大小代表燃油噴嘴對燃料油霧化質(zhì)量，也是衡量熄滅器技術(shù)程度的重要標(biāo)志之一。根據(jù)長期工業(yè)運(yùn)用的閱歷，內(nèi)混式蒸汽霧化燃油噴嘴的霧化粒度小于60μm對熄滅是適宜的。.熄滅器與管式加熱爐之間的關(guān)系l

火焰高度與輻射室傳熱量的關(guān)系表10-1是中國石化集團(tuán)3個煉油廠焦化爐輻射室傳熱量和火焰高度測試數(shù)據(jù)。表10—1焦化爐輻射室傳熱量和火焰高度測試數(shù)據(jù)由表10—1可知：在加熱爐的爐型構(gòu)造、熱負(fù)荷、燃料、輻射爐管規(guī)格、供風(fēng)量和熄滅器幾何尺寸、熱負(fù)荷一定時，輻射室傳熱量隨火焰高度降低而添加工程稱號廠號

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3火焰高度m543全爐總供熱量kw10906.513259.511615輻射室熱負(fù)荷kw676291508430.3輻射室熱負(fù)荷占總供熱量的百分?jǐn)?shù)62%69%72%.2、熄滅火焰高度與輻射室溫度徑向分布的關(guān)系圖10—1、圖10—2是石化集團(tuán)公司兩個煉油廠焦化爐輻射室橫向溫度分布圖。表10—2是這兩個煉油廠焦化爐火焰高度和輻射室橫向最大溫差測試數(shù)據(jù)圖10—12號焦化爐輻射室橫向溫度分布曲線圖；圖10—21號煉油廠焦化爐輻射室橫向溫度分布曲線；.表10—2焦化爐火焰高度和輻射室橫向最大溫差測試數(shù)據(jù)在爐型構(gòu)造和熄滅器的安裝方式一定時，管式加熱爐輻射室徑向溫度分布隨火焰高度降低趨向均勻，經(jīng)過強(qiáng)化熄滅，降低火焰高度，可以改善輻射室徑向溫度分布。廠號工程稱號12熄滅器臺數(shù)2424火焰高度m43輻射室中部最大溫差72℃65℃輻射室上部最大溫差51℃34℃.3、火焰高度與輻射室軸向溫度分布的關(guān)系表10-3是石化集團(tuán)3臺爐型構(gòu)造一樣、熱負(fù)荷接近，運(yùn)用同一類型熄滅器的加熱爐的輻射室軸向溫度測試數(shù)據(jù)，圖10-3是這3臺加熱爐的軸向溫度分布曲線圖。表10-3輻射室軸向溫度測試數(shù)據(jù)廠名工程稱號123輻射室平均溫度840.9846849.4輻射室縱向最大溫差100185200輻射室縱向溫度分布不均勻系數(shù)1.1181.2181.235火焰高度m543.123圖10-3.火焰高度對輻射室軸向溫度分布有著直接的影響，輻射室高溫區(qū)占整個輻射室的比例隨著火焰高度的添加而加大，低溫區(qū)和次高溫區(qū)各自占整個輻射室的比例隨著火焰高度的添加而減?。惠椛涫腋邷貐^(qū)和次高溫區(qū)的溫度隨著火焰高度的添加而降低；低溫區(qū)的溫度隨著火焰高度的添加而升高；輻射室縱向溫度分布不均勻系數(shù)隨著火焰高度的添加而減小。立管加熱爐可以經(jīng)過采用大負(fù)荷熄滅器到達(dá)降低爐管受熱不均勻數(shù)。臥管加熱爐可以經(jīng)過控制火焰高度使輻射室的溫度梯度符合傳熱需求。.4、火焰高度與全爐爐管平均外表熱強(qiáng)度的關(guān)系表10—4是3個煉油廠焦化爐全爐爐管有效面積對照表。表10—43個焦化爐的火焰高度和全爐爐管有效面積工程稱號廠名

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2

3火焰高度m543全爐熱負(fù)荷kw10906.513259.511615全爐有效傳熱面積m21319.812721036.8全爐爐管外表熱強(qiáng)度KW/m28.26410.411.2.由表10—4可知：全爐爐管平均外表熱強(qiáng)度是隨火焰高度降低而添加；全爐爐管平均外表熱強(qiáng)度的提高，減少了全爐爐管的用量，從而降低了管式加熱爐的基建投資。.石化加熱爐熄滅器選用的根本原那么熄滅器作為熱的發(fā)生安裝是加熱爐的一個重要組成部分之一，選用技術(shù)性能與加熱爐工藝要求、爐型構(gòu)造、傳熱特點(diǎn)相匹配的熄滅器對保證加熱爐高效或“長、安、穩(wěn)、滿〞運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要意義。石油化工管式加熱爐選用熄滅器的根本原那么是：1、單臺熄滅器的負(fù)荷=〔加熱爐額定熱負(fù)荷÷熱效率熄滅器臺數(shù)〕1.252、運(yùn)用燃料必需與消費(fèi)條件匹配。煉油廠加熱爐所用燃料為自產(chǎn)燃料油和燃料氣，煉油加熱爐盡能夠的采用油氣結(jié)合熄滅器。在煉廠氣缺乏的情況下，方可思索采用單一的燃油熄滅器。在要求加熱均勻并要求分區(qū)調(diào)理的爐子〔如乙烯裂解爐、制氫爐和轉(zhuǎn)化爐〕上采用氣體熄滅器。煉廠加熱爐所用的燃料油是高粘度的減壓渣油，應(yīng)選用蒸汽霧化燃油噴嘴。.煉廠鉑重整和加氫安裝的加熱爐，普通運(yùn)用本安裝自產(chǎn)的氫含量高的氣體作燃料。這種燃料氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣葮O快，容易回火，不宜采用預(yù)混式或半預(yù)混式瓦斯熄滅器，最好采用外混式瓦斯熄滅器，以免回火影響操作和傷人。3、熄滅器的構(gòu)造或火焰外形必需爐型構(gòu)造、傳熱特點(diǎn)相匹配。圓筒爐采用圓柱型油氣結(jié)合熄滅器，火焰高度為輻射爐管長度的50%~60%立管立式爐采用矩型油氣結(jié)合熄滅器，火焰高度為輻射爐管長度的50%~60%焦化爐采用矩型油氣結(jié)合熄滅器，以氣體燃料為主，火焰高度必需控制在輻射室的溫度梯度符合工藝要求和傳熱需求。乙烯裂解爐、化肥轉(zhuǎn)化爐、制氫爐等對輻射爐管受熱要求均勻的加熱爐采用附墻熄滅器或采用附墻熄滅器與矩型油氣結(jié)合底燒熄滅器結(jié)合運(yùn)用。.4、以重質(zhì)油為燃料，過?？諝庀禂?shù)α≤1.25，不完全熄滅損失≤0.5%。5、以輕質(zhì)油為燃料，過剩空氣系數(shù)α≤1.2，不完全熄滅損失≤0.5%。6、以煉廠氣或天然氣為燃料，過?？諝庀禂?shù)α≤1.1，不完全熄滅損失≤0.1%7、以重質(zhì)燃料油為燃料時，霧化蒸汽耗量≤0.25kg/kg〔油〕；8、以輕質(zhì)油為燃料時，霧化蒸汽耗量≤0.2kg/kg〔油〕。9、熄滅噪聲≤80d〔A〕，熄滅產(chǎn)物中NOx的含量≤100PPm。10、

強(qiáng)迫供風(fēng)熄滅器在自然供風(fēng)時必需滿足消費(fèi)需求。11、每臺熄滅器都要設(shè)置長明燈12、燃料噴嘴裝卸方便、運(yùn)轉(zhuǎn)中熄滅道不結(jié)焦、延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時間在3年以上。.新熄滅器簡介1、氣泡霧化燃油噴嘴氣泡霧化燃油噴嘴由霧化蒸汽管、燃料油管、霧化器、混合室和噴頭等部件組成。由于燃油和蒸汽在混合室是汽-液兩相流，假設(shè)燃油和蒸汽的操作參數(shù)設(shè)計適宜，可在混合室獲得細(xì)蜜的分散氣泡流流型，油氣混合物噴出時，蒸汽因壓力忽然降低、體積急劇膨脹而使汽泡爆炸，其外油膜被粉碎，這就是所謂的汽泡霧化。根據(jù)霧化原理，氣泡霧化燃油噴嘴仍屬于內(nèi)混式蒸汽霧化型。蒸汽耗量與普通的內(nèi)混式蒸汽霧化型燃油噴嘴無大的差別；但霧化粒度比普通的內(nèi)混式蒸汽霧化型燃油噴嘴的小。2、節(jié)能型熄滅器節(jié)能型熄滅器不但可以滿足消費(fèi)用熱需求，而且，過?？諝庀禂?shù)較小、霧化介質(zhì)耗量較少。1970年后開發(fā)的熄滅器都是圍繞著降低過剩空氣系數(shù)和霧化介質(zhì)耗量開發(fā)的，應(yīng)都屬于節(jié)能熄滅器。隨著原油價錢的攀升和技術(shù)的開展，我個人以為：新開發(fā)的節(jié)能型熄滅器應(yīng)到達(dá)規(guī)范：在保證燃料完全熄滅的條件下，燃?xì)膺^?？諝庀禂?shù)為1.05，燃過?？諝庀禂?shù)為1.1，霧化介質(zhì)耗量為0.2~0.15㎏/㎏。.3、富氧熄滅在自然形狀下，空氣中含氧量約為21%，含氧量高于21%的空氣稱為富氧空氣，含氧量低于21%的空氣稱為貧氧空氣，現(xiàn)有熄滅器的供風(fēng)大多數(shù)為自然形狀下的空氣，如采用比自然形狀下空氣含氧量高的空氣助燃，那么稱為富氧熄滅。采用富氧熄滅有如下優(yōu)點(diǎn)：1、可以提高輻射室溫度，添加輻射室傳熱溫差，強(qiáng)化輻射室傳熱。乙烯裂解爐、化肥轉(zhuǎn)化爐、制氫爐輻射室需求較高的溫度，可利用富氧熄滅這一優(yōu)點(diǎn)，重整爐利用富氧熄滅這一優(yōu)點(diǎn)可以降低流體壓降。2、可以有效地減少排煙量，在排煙溫度不變的條件下，減少排煙損失，提高加熱爐熱效率。當(dāng)富氧空氣中含氧量到達(dá)28%時，排煙量可以減少30%，節(jié)能效果非常顯著。既是思索到富氧空氣制備系統(tǒng)的造價和電耗，也具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。采用富氧熄滅的致命缺陷是排煙中NOx含量太高。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速開展，對能源需求量越來越大，原油價錢較高，股份公司節(jié)能義務(wù)繁重，給加熱爐節(jié)省燃料帶來了新機(jī)遇，利用富氧熄滅節(jié)能率高，經(jīng)濟(jì)效益好，開發(fā)新技術(shù)，降低排煙中NOx含量，實現(xiàn)煉化加熱爐富氧熄滅，是今后開展的方向。.4、環(huán)保熄滅器加熱爐既是煉化安裝的主要能耗設(shè)備，又是主要的環(huán)境污染源。熄滅器對環(huán)境的污染主要是熄滅噪聲污染和熄滅產(chǎn)物中有害氣體對空氣的污染。熄滅產(chǎn)物中有害氣體主要是NOx和SOx，Sox主要取決于燃料中的硫含量，熄滅器幾乎是無能為力處理；NOx與熄滅器采取的熄滅方法親密相關(guān)。環(huán)保型熄滅器主要是低熄滅噪聲和低NOx。我國有關(guān)規(guī)范規(guī)定，爐區(qū)噪聲為85dB〔A〕，加熱爐排煙中NOx含量為120PPm。從此意義上講，熄滅噪聲低于85dB〔A〕，排煙中NOx含量為低于120PPm的熄滅器都為環(huán)保型熄滅器。5、大能量熄滅器通常人們把有效熱負(fù)荷小于100kw的熄滅器稱為小負(fù)荷熄滅器；把100kw—500kw的熄滅器稱為常用熄滅器；把有效熱負(fù)荷大于500kw的熄滅器稱為大能量熄滅器。所以大能量熄滅器是有效熱負(fù)荷大于500kw的熄滅器總稱。.6、高效熄滅器：石化加熱爐運(yùn)用的氣體或液體燃料均為優(yōu)質(zhì)燃料，經(jīng)過熄滅將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成高溫?zé)煔獾膬?nèi)能后具有較大的做功才干，普通熄滅器或節(jié)能熄滅器，這種做功才干的利用率很低〔10%左右〕，從科學(xué)意義上講，也是能源的浪費(fèi)。為了提高高溫?zé)煔饩哂械淖龉Σ鸥傻睦寐?，開發(fā)出了高效熄滅器。目的是：把高溫?zé)煔饩哂械淖龉Σ鸥赊D(zhuǎn)化成動能，使高溫?zé)煔庖暂^高的速度噴入加熱爐輻射室，在輻射室構(gòu)成較強(qiáng)的煙氣回流和機(jī)械擾動，到達(dá)強(qiáng)化輻射室對流傳熱和改善輻射室溫度分布，降低爐管受熱不均勻系數(shù)的目的。追求的目的是：在較低過?？諝庀禂?shù)下，使燃料完全熄滅；高溫?zé)煔庾龉Σ鸥傻睦寐实竭_(dá)30%，熄滅噪聲和熄滅產(chǎn)物中的NOx含量低于國家規(guī)范中的規(guī)定值。高效熄滅器是一種理想的熄滅器。高效熄滅器具有如下特點(diǎn)：〔1〕采用了正壓熄滅技術(shù)〔普通熄滅器或節(jié)能熄滅器采用的是負(fù)壓年熄滅技術(shù)〕?！?〕燃料在火道內(nèi)的燃盡率在80%以上〔普通熄滅器或節(jié)能熄滅器的燃盡率在50%以上〕?！?〕出口處煙氣噴速在250m/s以上。.典型熄滅器簡介半預(yù)混式氣體熄滅器(Ⅱ型).Ⅲ型油氣結(jié)合熄滅器.Ⅵ油氣熄滅器.ERI—熄滅器.JL—低NOx熄滅器.輻射墻式無焰熄滅器.頂燒熄滅器.側(cè)燒熄滅器.矩形熄滅器.GX—250高效熄滅器.加熱爐的節(jié)能技術(shù)加熱爐是煉油和石油化工消費(fèi)安裝的主要耗能設(shè)備，其能耗約占安裝總能耗的比例相當(dāng)大，少那么20%~30%，多那么50%~70%。降低石化加熱爐的能耗對整個石油和石化行業(yè)節(jié)能任務(wù)有著重要意義。熱效率是衡量加熱爐先進(jìn)性的重要目的之一，加熱爐節(jié)能就是千方百計地提高熱效率，減少燃料耗費(fèi)量。加熱爐熱效率反平衡法計算公式為：η=100%—〔排煙損失+外表散熱損失+不完全熄滅損失〕由加熱爐熱效率反平衡法計算公式可知，提高熱效率、減少燃料耗費(fèi)量的措施為：降低排煙損失、不完全熄滅損失、外表散熱損失和附屬設(shè)備耗能。.降低排煙損失排煙熱損失占煉化加熱爐總熱損失量的比例很大：當(dāng)熱效率為90%時，排煙熱損失占煉化加熱爐總熱損失量的70%~80%；當(dāng)熱效率為70%時，排煙熱損失占煉化加熱爐總熱損失量的90%以上；降低排煙損失是提高熱效率、減少加熱爐燃料耗量最重要的技術(shù)措施。降低排煙損失的技術(shù)措施有兩條：1、回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度。2、降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙量。1、回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度回收煙氣中的余熱，降低排煙溫度節(jié)能效果最明顯。是提高熱效率、減少加熱爐燃料耗量最重要的技術(shù)措施。.目前國內(nèi)外各煉廠采用的余熱回收措施大致有以下幾種類型：1．從工藝流程與安裝總體平衡思索，有①冷進(jìn)料②工藝分支物流預(yù)熱空氣。2．從加熱爐本體思索，有①對流段添加管束；②對流段采用強(qiáng)化對流傳熱的釘頭管、翅片管等擴(kuò)面管。3．從改良和簡化循環(huán)系統(tǒng)思索有熱載體循環(huán)，包括開路與閉路熱載體循環(huán)。4．從添加附屬回收設(shè)備思索，有①鋼管式；②玻璃管式；③回轉(zhuǎn)式；④鑄鐵管式；⑤擾流子式；⑥熱管式；⑦板式空氣預(yù)熱器等。5．從與其他設(shè)備結(jié)合節(jié)能思索，有①余熱鍋爐；②熱電聯(lián)產(chǎn)。余熱回收技術(shù)選用原那么是：應(yīng)首先在爐子現(xiàn)有設(shè)備上思索，如利用低溫工藝介質(zhì)降低排煙溫度和利用對流空間添加對流室傳熱面積，強(qiáng)化對流傳熱；其次再思索添加附屬設(shè)備和采用各種預(yù)熱器和余熱鍋爐方法回收煙氣余熱。對添加設(shè)備的費(fèi)用應(yīng)進(jìn)展經(jīng)濟(jì)評價，投資回收年限普通不超越三年。.從實際上講，采用煙氣余熱回收系統(tǒng)可以把排煙溫度降低到接近環(huán)境溫度，使加熱爐到達(dá)最高熱效率。但在工程實踐中是不能夠的。由于降低排煙溫度受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面的制約。隨著排煙溫度的降低，煙氣余熱回收系統(tǒng)的傳熱溫差越來越小，換熱面積越來越大，一次投資迅速添加，必需根據(jù)經(jīng)濟(jì)評價確定一個經(jīng)濟(jì)合理的排煙溫度。降低排煙溫度在技術(shù)方面主要受煙氣露點(diǎn)的限制。排煙溫度必需高于煙氣露點(diǎn)溫度，否那么煙氣余熱回收系統(tǒng)的換熱面將會遭到露點(diǎn)腐蝕而損壞。另外，煙氣余熱回收系統(tǒng)的換熱面在露點(diǎn)溫度下積的灰為“粘灰〞，“粘灰〞很難去除，越積越多，煙氣流過阻力迅速添加，數(shù)月后就使得煙氣余熱回收系統(tǒng)難以操作或被迫停運(yùn)。隨著原油價錢的攀升，從經(jīng)濟(jì)性上講，給已運(yùn)用煙氣余熱回收系統(tǒng)的加熱爐進(jìn)一步降低排煙溫度，提高加熱爐熱效率帶來新機(jī)遇。但進(jìn)一步降低排煙溫度的最大妨礙是露點(diǎn)腐蝕。為給進(jìn)一步降低排煙溫度，提高加熱爐熱效率發(fā)明條件，金陵站和洛陽站協(xié)作，開發(fā)出了一種燃料油添加劑，運(yùn)用后，在燃料油含硫量不變條件下，煙氣露點(diǎn)溫度下降20℃。.隨著燃料油的質(zhì)量變差和催化油漿經(jīng)過濾摻進(jìn)燃料油中，輻射爐管結(jié)垢或?qū)α鳡t管積灰致使傳熱條件惡化，排煙溫度逐漸升高，加熱爐熱效率逐漸減低，已成為影響加熱爐長周期高效運(yùn)轉(zhuǎn)或保證消費(fèi)供熱需求的大問題。配全吹灰器、按規(guī)定進(jìn)展吹灰，并采用各種技術(shù)或措施，及時清灰和清垢，保證加熱爐長周期高效運(yùn)轉(zhuǎn)，提高加熱爐運(yùn)轉(zhuǎn)期平均熱效率，是減少燃料耗量的有效措施。.吹灰器吹灰器是去除加熱爐對流爐管積灰，保證加熱爐長期高效運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。目前石化加熱爐運(yùn)用的吹灰器有：聲波吹灰器、激波吹灰器和蒸汽吹灰器；聲波吹灰器由于吹灰的能量較小，對于粘性小且又疏松積灰具有良好的吹灰效果，運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性也較好；對于重質(zhì)燃料油熄滅產(chǎn)生的粘性灰吹灰效果較差。激波吹灰器—又稱脈沖或爆炸吹灰器，由于吹灰的能量較聲波吹灰器大，吹灰效果較好，但產(chǎn)生激波時引起的振動對加熱爐的襯里和對流爐管的運(yùn)用壽命有一定的影響。蒸汽吹灰器運(yùn)用歷史悠久、技術(shù)成熟、吹灰效果好，但存在有吹灰管易變形、傳動部件易出缺點(diǎn)、構(gòu)造復(fù)雜等缺陷。.為抑制蒸汽吹灰器存在的缺乏，洛陽中心站研制了新型自動旋轉(zhuǎn)式吹灰器，獲中國適用新型專利〔專利號：94222.0〕。與其它蒸汽吹灰器相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕傳動系統(tǒng)采用了擺線齒輪構(gòu)造，體積小，分量輕，構(gòu)造緊湊?！?〕為保證在露天環(huán)境下可靠任務(wù)，全系統(tǒng)采用全封鎖構(gòu)造?！?〕自控系統(tǒng)采用微機(jī)程控〔PC編程器〕，任務(wù)可靠、自動化程度高。并配有完善的自動報警及連鎖維護(hù)?！?〕該吹灰器可以自動實現(xiàn)正反雙向0～360度旋轉(zhuǎn)吹灰，自動矯正吹灰管彎曲變形.2、降低過?？諝庀禂?shù)，減少排煙量。在加熱爐中，燃料不能夠在實際空氣量下完全熄滅，總是在有一定過剩空氣量的條件才干完全熄滅。熄滅所用實踐空氣量與實際空氣量之比稱做過?？諝庀禂?shù)〔α〕。加熱爐的煙氣排放量與過?？諝庀禂?shù)成正比，在排煙溫度一定的條件下，過?？諝庀禂?shù)越大，加熱爐的熱效率越低，降低過?？諝庀禂?shù)可以提高加熱爐熱效率。過剩空氣系數(shù)太大不僅使得熱效率降低，還會加速爐管和爐內(nèi)構(gòu)件的氧化；提高Sox的生成量，從而加劇露點(diǎn)腐蝕。降低過剩空氣系數(shù)的有效措施有：〔1〕選用技術(shù)程度領(lǐng)先的熄滅器，保證燃料在較低的過?？諝庀禂?shù)下完全熄滅?！?〕在操作過程中管好“三門一板〞〔調(diào)風(fēng)門、霧化介質(zhì)閥門、燃料油閥門和煙囪擋板〕，確保加熱爐在合理的過?？諝庀禂?shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)。既不能讓過?？諝庀禂?shù)過大，又不能因過?？諝庀禂?shù)缺乏出現(xiàn)不完全熄滅。〔3〕做好加熱爐的堵漏任務(wù)，保證爐體的完好性和密封性，盡量減少看火門、防爆門、人孔和彎頭箱等處的漏風(fēng)量。.降低爐體外表散熱損失采用導(dǎo)熱系數(shù)小，整體性好，運(yùn)用壽命長的耐熱保溫資料做襯里，把爐體外表散熱損失控制在：無余熱回收系統(tǒng)時，爐壁熱損≤2%；有余熱回收系統(tǒng)時，爐壁熱損≤3%。采用澆注料和陶纖噴涂復(fù)合襯里，既抑制了全用澆注料施工時間長、隔熱效果差〔澆注料導(dǎo)熱系數(shù)高〕的缺陷，又抑制了全用陶纖噴涂襯里易零落的缺陷。.降低不完全熄滅損失燃料的不完全熄滅損失主要取決于燃料性質(zhì)和熄滅器技術(shù)程度。在燃料一定時，燃料的不完全熄滅損失主要取決于熄滅器技術(shù)程度。所以，降低燃料的不完全熄滅損失的技術(shù)措施有：〔1〕采用技術(shù)程度先進(jìn)的〔具有先進(jìn)的配風(fēng)技術(shù)、燃油霧化技術(shù)；火道、噴嘴和調(diào)風(fēng)器三者相互匹配、在燃料熄滅完全條件下過剩空氣系數(shù)低、霧化介質(zhì)耗量少〕熄滅器?！?〕隨著原油質(zhì)量變差、重油輕質(zhì)化和煉化一體化開展，用于加熱爐燃料的質(zhì)量越來越差。要降低燃料不完全熄滅損失，就必需采用必要的技術(shù)或措施對燃料進(jìn)展改質(zhì)，如重質(zhì)燃料油減粘處置或參與添加劑，降低黏度，提高霧化性能；含硫瓦斯脫硫；低壓瓦斯添加壓力等。.降低輔助能耗〔1〕曾經(jīng)采用強(qiáng)迫供風(fēng)的大、中負(fù)荷加熱爐的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)?！?〕采用技術(shù)程度先進(jìn)的〔蒸汽耗量少〕熄滅器和吹灰器，減少燃料油霧化蒸汽用量和吹灰能耗。.加強(qiáng)管理、精心操作〔1〕根據(jù)我們對股份公司加熱爐調(diào)查總結(jié)，一臺爐型構(gòu)造、熱負(fù)荷和工藝參數(shù)一樣的加熱爐，進(jìn)展精心操作和調(diào)理與進(jìn)展粗放式操作和調(diào)理相比，加熱爐全年平均熱效率高2%，精心操作和調(diào)理節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益都非常顯著?！?〕注重加熱爐日常管理任務(wù)，按照股份公司有關(guān)規(guī)定或管理、操作規(guī)程進(jìn)展加熱爐的日常管理和操作調(diào)理?！?〕注重技術(shù)改造或技術(shù)更新任務(wù)，采用新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝、新資料對加熱爐進(jìn)展改造或更新，保證技術(shù)的先進(jìn)性?！?〕注重易損件的改換和大檢修任務(wù)，保證加熱爐設(shè)備和設(shè)備齊全、完好。〔5〕對管理人員或操作工進(jìn)展技術(shù)培訓(xùn)，提高其業(yè)務(wù)素質(zhì)。.其他節(jié)能措施〔1〕優(yōu)化安裝換熱流程，降低加熱爐熱負(fù)荷煉化加熱爐的熱負(fù)荷隨安裝換熱流程的不同而改動，根據(jù)安裝的特點(diǎn)，對換熱流程進(jìn)展科學(xué)合理的優(yōu)化，最大限制的降低加熱爐熱負(fù)荷是減少加熱爐燃料耗量，降低安裝能耗的最直接、最有效的技術(shù)措施。如1套800萬噸/年常減壓安裝，采用優(yōu)化換熱流程技術(shù)，常壓爐的熱負(fù)荷為58.1Mw，燃料耗量為5314㎏/h；不采用優(yōu)化換熱流程技術(shù)，常壓爐的熱負(fù)荷為103.7Mw，燃料耗量為9641㎏/h。由此可知，根據(jù)安裝的特點(diǎn)，對換熱流程進(jìn)展科學(xué)合理的優(yōu)化，最大限制的降低加熱爐熱負(fù)荷帶來的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益是宏大的?！?〕把空氣冷卻器放出的熱空氣引入加熱爐空氣預(yù)熱器煉化安裝的產(chǎn)品有一些需經(jīng)過空冷才干送出安裝的，把空氣冷卻器放出的熱空氣引入加熱爐空氣預(yù)熱器，不僅回收了一部分熱量，還使得進(jìn)入加熱爐空氣預(yù)熱器的空氣溫度有所升高，可處理或緩解加熱爐空氣預(yù)熱器冷端低溫露點(diǎn)腐蝕問題，一舉兩得。.〔3〕石化加熱爐排管優(yōu)化。采用“多管程、小管徑〞排管，有效地縮短原料油流過爐管的長度，降低壓力降，減少原料泵的能耗；同時提高加熱爐單位體積內(nèi)爐管傳熱面積和爐管對流傳熱系數(shù)。由于以往原油價錢偏低，石化加熱爐被加熱介質(zhì)入爐溫度與煙氣出對流室溫度差為100℃。如今，原油價錢經(jīng)過數(shù)次提高，石化加熱爐被加熱介質(zhì)入爐溫度與煙氣出對流室溫度差為100℃，煙氣出對流室溫度太高，使得余熱回收器熱負(fù)荷與加熱爐有效熱負(fù)荷比例失調(diào)，經(jīng)濟(jì)性差。經(jīng)過石化加熱爐排管優(yōu)化，將煙氣出對流室溫度與原油入爐溫度差降低到50℃，使石化加熱爐熱效率到達(dá)90%以上，而建立費(fèi)較為合理。〔4〕