任春燕

摘要：加熱爐常用于石油化工企業(yè)，其直接燃燒燃料，發(fā)出的熱量主要用于加熱石油化工生產(chǎn)中的工藝設(shè)備。加熱爐在工作過程中需要消耗大量的資源，對(duì)加熱爐進(jìn)行優(yōu)化控制能夠有效的提高資源利用率，并且能夠符合相關(guān)的節(jié)能環(huán)保要求。本文主要闡述石油化工生產(chǎn)中加熱爐節(jié)能環(huán)保的控制技術(shù)，進(jìn)而降低加熱爐的耗能，為石油化工企業(yè)控制成本，提高加熱爐的熱效率。

關(guān)鍵詞：石油化工 節(jié)能環(huán)保 熱效率 加熱爐

加熱爐是工業(yè)生產(chǎn)中重要的輔助設(shè)備，常用于冶金、石油化工，機(jī)械熱處理等行業(yè)，加熱爐能夠在保證產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，有效地提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。石油化工生產(chǎn)中所采用的是管式加熱爐，其熱效率能夠達(dá)到80%～85%，最高能夠達(dá)到88～93%。為了能夠保障石油化工企業(yè)的生產(chǎn)效率，加熱爐需要長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，操作周期較長(zhǎng)。大型石油化工企業(yè)所采用的加熱爐設(shè)備所消耗的熱負(fù)荷和能量都較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)中型的石油化工企業(yè)每年所消耗燃料費(fèi)用約占其操作費(fèi)用的60～70%。因此，加熱爐熱效率的高低直接影響著石油化工企業(yè)的生產(chǎn)成本。目前提高加熱爐的熱效率的主要措施為利用特殊的方式對(duì)加熱爐的余熱進(jìn)行回收，減少熱消耗，降低過?？諝庀禂?shù)，降低加熱爐排煙量。加熱爐作為石油化工產(chǎn)業(yè)中的主要的單元化設(shè)備，重視加熱爐的節(jié)能優(yōu)化控制，能夠保證加熱爐長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

一、影響加熱爐節(jié)能優(yōu)化控制的因素

目前結(jié)合石油化工生產(chǎn)企業(yè)的具體情況，加熱爐的節(jié)能環(huán)?？刂浦笜?biāo)主要分為以下幾種，對(duì)加熱爐出口溫度的控制，對(duì)加熱爐爐膛的負(fù)壓的控制以及對(duì)排放煙氣中的含氧量的控制。對(duì)于石油化工生產(chǎn)中所用的加熱爐，其出口溫度高低直接影響著后一道生產(chǎn)工藝的完善性和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，因此是一項(xiàng)重要的工藝措施，而加熱爐的爐膛的負(fù)壓以及排放煙氣中含氧量是重要的節(jié)能的措施，加熱爐爐膛的負(fù)壓一般都有一個(gè)固定的數(shù)據(jù)值，如爐膛的實(shí)際負(fù)壓高于所規(guī)定的數(shù)值就會(huì)使高溫?zé)煔鈴臓t膛內(nèi)泄漏出去，從而耗費(fèi)了大量的熱能，降低了加熱爐的熱的利用效率。同時(shí)當(dāng)爐膛中中的負(fù)壓過高時(shí)也會(huì)引起一些安全事故，加熱爐煙氣中的氧含量的高低代表著加熱爐中燃燒后氣體中過剩的空氣的含量，當(dāng)過剩的實(shí)際的空氣的含量比理論值高時(shí)，說明煙氣中的氣體并不是燃燒完全所排放出去的，即加熱爐的熱效率較低。同時(shí)當(dāng)煙氣中含有過多的過剩空氣會(huì)加快腐蝕爐管，降低設(shè)備的持久度。因此降低煙氣中的含氧量，減少煙氣中的過剩空氣的含量具有很多好處，不僅符合環(huán)保措施，同時(shí)也可以增加加熱爐的熱效率。但是降低煙氣中的含氧量的基礎(chǔ)是設(shè)計(jì)出讓加熱爐中燃料燃燒完全的措施。下面簡(jiǎn)要講述對(duì)加熱爐的優(yōu)化節(jié)能控制在滿足生產(chǎn)工藝要求的情況下，降低能源消耗和提高熱爐的熱效率的措施。

二、對(duì)加熱爐的優(yōu)化節(jié)能控制措施

1.燃料的比值的控制

對(duì)加熱爐中的空氣與燃料的比值進(jìn)行有效的控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐的優(yōu)化節(jié)能。通過對(duì)加熱爐入料口處空氣以及燃料的燃燒流程圖，計(jì)算燃料流量和氧含量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)果作為調(diào)節(jié)空氣流量的閥值，進(jìn)而調(diào)節(jié)入料口空氣的流量。因此當(dāng)加熱爐出口的溫度發(fā)生變化時(shí)，爐出口處得智能溫度調(diào)節(jié)裝置就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)料入口處的燃料流量設(shè)定值，改變?nèi)剂狭髁靠梢允辜訜釥t出口溫度符合規(guī)定值。同時(shí)由于調(diào)節(jié)空氣流量的閥值是通過相關(guān)的數(shù)據(jù)運(yùn)算出來的結(jié)果，因此在燃料流量不便的瞬間，雖然氧含量智能檢測(cè)裝置還未檢測(cè)出煙氣中的氧含量是否處于規(guī)定值的范圍內(nèi)，但是燃料的變化值會(huì)改變調(diào)節(jié)空氣流量的閥值，從而達(dá)到燃料流量值與空氣流量值的比例關(guān)系，可以有效的提高加熱爐的熱效率，使燃料燃燒更加充分。同時(shí)在調(diào)節(jié)空氣流量的同時(shí)可以改變爐膛內(nèi)的壓力，對(duì)爐膛壓力的及時(shí)的調(diào)節(jié)可以穩(wěn)定中的壓力，為加熱爐的運(yùn)行控制穩(wěn)定提供了有力的條件。

2.加增燃料

加增燃料，即是在瓦斯中添加其他的燃料，一般是添加油類物質(zhì)，說的直接一點(diǎn)及時(shí)，盡量增加瓦斯的燃燒量，少燒油類物質(zhì)，當(dāng)瓦斯流量不足時(shí)，在添加油類物質(zhì)，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐的節(jié)能優(yōu)化控制，具體原理為，瓦斯的可用性是通過背壓調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)的，當(dāng)瓦斯的可用限制在流量調(diào)節(jié)器所要求的流量之下時(shí)，此時(shí)就需要加增燃料油，保證加熱爐出口處溫度在恒定的范圍之內(nèi)，況且燃燒流量與空氣流量具有一定的比例關(guān)系，因此在加增燃料油的同時(shí)可以緩解空氣流量調(diào)節(jié)閥的反應(yīng)時(shí)間，控制煙氣中空氣的系數(shù)，降低了加熱爐的能耗，提升了加熱爐的熱效率。

3.運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)加熱爐進(jìn)行優(yōu)化控制

這種對(duì)加熱爐控制的方法就是將加熱爐看做一個(gè)整個(gè)的部分，通過多點(diǎn)變量控制加熱爐的穩(wěn)定運(yùn)行，一般來說加熱爐最基本的被控變量有以下幾種，加熱爐出口溫度的變化，煙氣中氧的含量，加熱爐爐膛的壓力變化，控制的變量主要是以下幾種，燃料流量，空氣流量等各種設(shè)備所需的流量控制器，將被控變量與控制變量有機(jī)的結(jié)合同時(shí)放到多變量控制系統(tǒng)中，在多變量控制系統(tǒng)中確定控制變量以及被控變量之間的運(yùn)算關(guān)系，這樣，當(dāng)某個(gè)變量出現(xiàn)異常時(shí)，多變量控制器就會(huì)根據(jù)相應(yīng)的變量異常運(yùn)用預(yù)先的預(yù)算控制的方案平衡各個(gè)變量的平衡，使加熱爐低能耗，高效率的運(yùn)行。

三、總結(jié)

如今，石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的命脈，而節(jié)能減排可以有效的控制資源的浪費(fèi)以及提高資源的利用率。對(duì)于設(shè)計(jì)加熱爐的優(yōu)化節(jié)能的方案還有很多，本文主要通過簡(jiǎn)述對(duì)加熱爐相關(guān)變量的控制間接的達(dá)到對(duì)加熱爐的優(yōu)化節(jié)能的控制的目的。針對(duì)于加熱爐的節(jié)能環(huán)保措施，也可以對(duì)加熱爐運(yùn)用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡曉軍，王建軍.管式加熱爐的節(jié)能改造[J].化工設(shè)備與管道，2002（2）：19-20.

[2]羅雄麟. 化工過程自動(dòng)化概念. 北京： 石油大學(xué)自動(dòng)化研究所， 1999. 5～25.

[3]李文輝. 煉油裝置加熱爐節(jié)能途徑與制約因素。中外能源.2009.10.