真空加热炉热效率因素及节能探讨论文
摘要：真空加热炉安全性高、不易结垢、高效节能在油气田生产及人们的日常生活中应用广泛。热效率是衡量真空加热炉的重要指标，关系着真空加热炉节能降耗效果，鉴于此，本文对真空加热炉相关知识进行阐述，分析影响真空加热炉热效率的因素，提出相关的节能措施，以供参考。
关键词：真空加热炉；热效率；因素；节能
1真空加热炉构成及原理
1.1真空加热炉构成
所谓真空加热炉指低于当地大气热力的负压状态下稳定运行的加热炉。真空加热炉构成复杂，包括烟囱、盘管、对流室、炉胆、燃烧器等，其中烟囱负责产生抽力，并将烟气排出；盘管将热量传递给流经的原油，促使原油温度提高；对流室内布置大量炉管，这些炉管以对流方式吸收热量；炉胆是燃料燃烧的场所。同时，炉膛壁面的炉管在该区域吸收火焰辐射热量。燃烧器作用在于按照一定比例将空气和燃料进行混合，确保燃料更好的燃烧（真空加热炉各部分构成）。
1.2真空加热炉原理
真空加热炉工作主要依据以下原理：在不同压力情况下，水的沸腾温度不同，借助沸腾排气法便可形成真空腔，炉筒内压力变为-0.03~0.01MPa的负压。在燃烧器中空气和燃料充分混合，在炉膛中燃烧，燃烧产生的热量便通过烟管、回燃室、炉胆传至热媒水。在负压作用下，热媒水便形成饱和蒸汽，经“蒸发-冷凝-再蒸发-再冷凝”的相变换热方式，热量便传递给盘管中流动的介质，确保温度满足用户要求。
2影响真空加热炉热效率的因素
（1）炉壁。炉壁是真空加热炉不可或缺的重要部分，其在为燃料提供燃烧环境的同时，也会传导热量，尽管有一定的保温材料，但不可能做到完全绝热，会散失部分热量。另外，热量经过汽水管道、烟风道、炉墙等也难免散失热量，尤其炉体、炉壁表面较大，热量散失较严重，导致加热炉的'热效率降低。
（2）负荷。研究发现，负荷给真空加热炉热效率造成一定影响，尤其当负荷超过100%时，会导致真空加热炉中混入的燃料超过空气，燃料不能充分燃烧，部分燃料和烟气被排出，不仅增加燃料量，而且降低真空加热炉热效率。当负荷不足100%时，负荷越大真空加热炉的热效率越高，尤其当热负荷在100%左右时，真空加热炉的经济性达到最佳。
（3）空气。真空加热炉运行中，燃料中混入空气的比例是否得当，会影响燃料的正常燃烧，进而给热效率产生影响。一方面，燃料中混入的空气较少，燃料燃烧不充分，导致未燃烧的燃料排向大气中，不仅降低热效率，而且导致燃料的严重浪费。另一方面，当混入空气的比例较高时，燃烧时极易形成黑烟，除尘性能下降，热效率降低，由此可见，为提高真空加热炉的热效率，应将燃料中的空气量控制在合理范围内。
（4）排烟。排烟过程中不可避免的带走热量，因此，排烟给真空加热炉热效率造成的影响不容小视。研究发现，排烟温度越高，会导致真空加热炉的热效率越低，排烟温度每升高10~15℃，真空加热炉的热效率便降低1%，因此，为提高真空加热炉的热效率，生产单位应注重烟气中热量的回收利用，更好的实现节能效果。
（5）使用时间。真空加热炉使用的时间越长久，热效率越低，原因在于：一方面，真空加热炉长时间运行，导致加热炉各构件因磨损、腐蚀等性能降低，热损耗增加，热效率降低。另一方面，真空加热炉运行的越长久，内部构件积灰、结垢越多，热传导系数降低，热传导性能差，热效率越小。
3真空加热炉节能措施探讨
为提高真空加热炉热效率，节约能源，生产单位应在认真研究影响加热炉热效率因素的基础上，积极寻找可行性、针对性措施，提高热效率，降低真空加热炉运行成本及给环境造成的影响，实现企业的可持续发展。
（1）认真落实维护工作。做好真空加热炉日常维护，不仅有助于提高热效率，而且还能延长使用寿命，因此，生产单位应将真空加热炉的日常维护作为重要工作加以落实。首先，完善维护制度。生产单位应结合真空加热炉运行实际，制定完善的日常维护制度，成立专门的维护工作小组，明确组长及各成员职责。同时，为鞭策维护小组成员切实履行自身职责，实行维护工作责任制，并做好维护工作检查，发现问题及时解决的同时追究相关人员责任。其次，明确维护内容。真空加热炉维护内容较多，为提高热效率，应明确维护工作内容，做好真空加热炉各构建腐蚀、结垢情况检查，及时更换新的构件，并做好除垢工作，保证热量的正常传递。最后，严抓工作落实。为保证真空加热炉维护工作认真落实，生产单位应做好定期抽查、随机抽查，认真检查维护工作日志，及真空加热炉各部分运行参数，发现问题，及时要求维护小组解决。
（2）严格控制加热炉负荷。为提高真空加热炉热效率，生产单位充分认识到负荷给热效率造成的影响，及时采取措施控制负荷。一方面，生产单位应做好负荷、热效率关系的研究，总结负荷、热效率在不同状况下的变化规律，根据加热工作需要，合理设置真空加热炉负荷。另一方面，如上文所述，当将负荷控制在100%左右时，真空加热炉的热效率最高，因此，真空加热炉运行中，生产单位应实时监视真空加热炉各项运行参数，严格控制负荷，杜绝超负荷情况的发生。
（3）合理配比加热炉风量。真空加热炉中燃料中的风量直接影响热效率，因此，生产单位应确保燃料中风量配比的合理性，具体应认真落实以下内容：首先，优化燃烧器性能。生产单位应做好燃烧器性能研究，根据热效率情况，采用知名厂家生产、性能优良的燃烧器，保证燃料的充分燃烧，促进真空加热炉热效率进一步提升。其次，控制过剩空气。真空加热炉中，为保证燃料充分燃烧，空气需具有一定余量，因此，生产单位应做好烟囱、气门、风门管理工作，将空气余量控制在合理水平。最后，提高加热炉密封性能。生产单位做好炉墙、弯头箱门、火门等的检查，发现泄漏或关闭不严的情况，应及时进行密封处理，避免混入空气带走热量，降低热效率。另外，严格控制真空加热炉散热量。生产单位除做好炉墙修补、密封工作外，还应喷涂隔热涂料，降低热量以辐射形式向大气散失热量。
（4）注重运用烟气余热。起初真空加热炉的烟道排出的烟气温度较高，一般不会＜200℃。燃料气经由换热盘未达到燃烧器前产生的热量，加热炉无法进行有效输出，该部分热量损失，降低了真空加热炉的热效率，因此，生产单位应加强技术攻关，应用烟气余热回收技术，回收产生的热量，避免热量的无端损失，具体做法是：在加热炉烟道中安装燃料气换热盘管，利用烟气余热加热燃料气，实现提升真空加热炉热效率的目的。
4结论
真空加热炉结构及运行原理复杂，为提高热效率，降低燃料成本，增加经济效益，生产单位应做好真空加热炉热效率研究，明确影响热效率的因素，积极采取相关节能措施。本文通过研究得出的结论有：
（1）真空加热炉应用广泛，构成复杂，包括烟囱、盘管、对流室、炉胆、燃烧器等，生产单位应明确各构件所处位置，掌握真空加热炉运行原理，为提升热效率提供依据。
（2）研究发现，影响真空加热炉热效率的影响因素包括炉壁、负荷、排烟、使用时间等，都会导致热量不同程度的散失，导致热效率降低，因此，生产单位应提高认识，总结以往经验，积极采取措施及时对相关部件进行优化，提高热效率。
（3）生产单位一方面，做好真空加热炉日常养护，及时发现与修复存在问题的部件，避免热量散失。同时，根据生产要求，将真空加热炉负荷控制在100%左右。另一方面，合理配比加热炉风量，保证燃料充分燃烧的同时，减少烟尘量。另外，生产单位还应提升自身技术，注重运用烟气余热。
参考文献：
[1]王麒，田园.提高加热炉效率措施及改造思路[J].石油石化节能，2011,1(10):37~40+49.
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