12 13 14 15 16 酚精制炉 糠醛精制炉 蒸气过热炉 乙烯裂解炉 转化炉(制氢) 17.442-23.256 26.000-30.000 47.000-80.000 47.000-80.000 1.5.4 对流表面热强度

对流炉管单位面积在单位时间内所传递的热量称为对流表面热强度。目前，加热炉对流室多以钉头管或翅片管代替过去的光管，以强化传热。钉头管或翅片管的热强度一般为光管的两倍以上。也就是说，一根钉头管或翅片管相当于两根以上光管的传热能力。 1.5.5 热效率

加热炉有效利用的热量与燃料燃烧时所放出的总热量之比叫热效率，

即热效率是衡量燃料利用情况，评价炉子设计和操作水平，标定炉子性能的主要指标。热效率越高，燃料的有效利用率越高，燃料耗量越少，运行越经济。 1.5.6 火墙温度

火墙温度又称炉膛温度，是指烟气离开辐射室进入对流室时的温度。它代表炉膛内烟气温度的高低，是炉子操作中的重要控制指标。

火墙温度高，说明辐射室传热强度高。火墙温度过高时，炉管易结焦，甚至烧坏炉管和管板等。所以火墙温度一般控制在约850℃以下(烃类蒸汽转化炉、乙烯裂解炉，炉温可达900℃以上)。

2节能途径和措施

管式炉的燃料消耗在化工装置能耗中占60％-80％。因此，提高管式炉的热效率，减少燃料消耗，对降低装置能耗具有十分重要的意义 。热效率是衡量管式炉先进性的一个重要指标。

图2-1 效率与燃料的关系

图2-5 翅片管

图2-6钉头管

新建的化工管式炉的散热损失并不大，一般仅占炉子总能量的l％-2％。因此靠减少散热损失来提高热效率的余地并不大。但对于已经使用多年，炉墙已有损坏的炉子，及时修补炉墙对减少散热损失，提高热效率却是很有必要的。 2.7 扭曲片强化传热技术在裂解炉辐射炉管上的应用

? 在流体力学中，当气相或液相物料在管道内沿着一个方向做平直流动时，在摩擦力的

作用下，靠近管壁的流体速度相对于管道中心的流体流速要慢得多，易发生滞留现象；而流速慢的物料在外界高温作用下则容易结焦，从而影响传热效果。

? 裂解炉辐射管扭曲片技术改造就是在炉管上间隔焊接两段内部预制有一个S型的扭曲

片短管，强制改变了裂解炉管内物料的流向，使其中的物料由原来的柱塞流改变成旋转流，对炉管管壁产生一个强烈的横向冲刷作用，从而减薄边界滞留层，减缓管壁的结焦趋势，进而提高了传热效果，并延长了裂解炉的运行周期。

? 扭曲片技术是北京化工研究院将航空空心叶片强制冷却原应用于乙烯裂解炉强化

传热的技术发明。经过十多年的试验和开发，该技术目前已经日臻成熟，经在企业的整炉工业试验表明，扭曲片管对轻重原料都有很好的适应性，加装扭曲片管可使裂解炉辐射段炉管管壁温度下降20℃以上，对裂解炉的操作和运行没有不良影响，石脑油在正常裂解条件下延长运行周期110%，石脑油在提高处理量7％和提高裂解温度8℃的条件下延长运行周期70％，重柴油在提高处理量7%条件下延长运行周期27%，扭曲片对裂解炉的主要产品收率影响不大。

2.8 裂解炉空气预热技术的应用

? 充分利用乙烯装置过剩的低压蒸气、急冷水等热源，在裂解炉底部燃烧器采用空气预

热器回收低温热技术，节能效果明显。

? 该项技术由北京航天动力研究所开发。通过增设在裂解炉底部燃烧器的空气预热器加

热入口空气，从而提高进入炉膛的空气温度，降低裂解炉的燃料消耗。

? 这种新技术的核心之处是它的节能性，即选用的加热介质是装置余热，而不是有用热

介质；节能系统不增加公用工程水、电、气、汽的消耗；用裂解炉本身设备储备的动力余量来推动整个节能系统的正常运转，即仅消耗很少的原设备动力就可满足运行。这种新技术已在中石化几套大型乙烯装置上成功投用，空气温度加热达到50℃-130℃，节约燃料气1.5%-5%。此项技术已获得国家发明专利。

2.9 应用高温辐射涂料增强换热效果

? 加热炉的燃料通常为瓦斯、燃料油，这两种能源燃烧所放出的化学能，在加热炉内是

以辐射和对流的方式传给介质的，而靠辐射方式传递的热量占总的传热量的70％，

可见辐射传热的效果如何，直接影响加热炉的效率。要想强化辐射传热那就必须增加反辐射率，燃料燃烧所放出的化学能传到炉墙后要马上反给炉管，最终传给介质，而不是被炉墙所吸收。

? 因此，在管式炉炉膛内表面喷涂高温辐射涂料,可以增强辐射传热量。炉内壁常用的

耐火材料(耐火砖、耐火混凝土和耐火纤维毡三大类)辐射系数小,而高温辐射涂料的幅射系数大,涂抹后会增加热源对炉壁的辐射传热量,使炉壁表面温度上升,达到增大炉管的传热量和加热炉的热负荷之目的。

3、检测技术

通过对加热炉的效率、炉管温度、衬里、烟气露点温度等的监测，可以了解运行中烟气参数是否正常，炉管的表面热负荷是否均匀，炉管是否结焦，衬里是否完好，预热器是否存在露点腐蚀等状况。它对于节能降耗，提高加热炉的热效率，特别是对延长生产周期，降低加热炉的故障，具有重大的意义。

3.1 测试、检查执行的标准(见表3-1)

序号 测试、检查项目 依据和引用标准 中石化《加热炉管理制度》 中石化《加热炉管理制度》 ≯170℃ ≯100ppm 燃气加热炉2%-4% 3 对流室顶部氧含量 中石化《加热炉管理制度》 燃油加热炉3%-5% 《大气污染物综合排放标准》≯240mg/m3 4 NOx含量 GB16297-1996 5 SO2含量 GB16297-1996 《石油化工工艺管式炉效率测定6 热效率简易计算 法》 SHF 0001-90 裂解炉热效率≥92%； 中石化股份公司化工事业部 7 热效率运行标准 其他热负荷≥10MW的加热炉热效率≥《2006年度加热炉专题工作会议》 89%； (约200ppm) (约120ppm) 《大气污染物综合排放标准》≯550 mg/m3 控制指标 1 排烟温度 2 CO含量