加热炉余热回收技术综述.docVIP

解红军*余绩庆刘富余（中国石油天然 气股份有限公司 规划总 解红军* 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，2 0 1 1 ， 2 2 （ 6 ） ： 3 6 ～ 3 9 摘要 加热炉是炼油企业的主要耗能设备，采用烟气余热回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—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：TE963 文献标识码：A 文章编号：1004-2970（2011）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。 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，仅靠预热 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—液两相间进 行，同时便于用钉头或者翅片扩大传热面积以强化 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 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 * 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 ： HYPERLINK mailto:xiehongjun@ xiehongjun@ 热载体炉 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。 联合应用，钢管式空气预热器用在高温烟气段，与 无余热回收措施的加热炉相比，热效率一般可提高 5%～15%。 2.2 热管式空气预热器 热管是一种具有高导热性能的传热元件，它通 过在全封闭真空管壳内工艺介质的蒸发与凝结