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摘　要：加热炉常用于石油化工企业,其直接燃烧燃料,发出的热量主要用于加热石油化工生产中的工艺设备.加热炉在工作过程中需要消耗大量的资源,对加热炉进行优化控制能够有效的提高资源利用率,并且能够符合相关的节能环保要求.本文主要阐述石油化工生产中加热炉节能环保的控制技术,进而降低加热炉的耗能,为石油化工企业控制成本,提高加热炉的热效率.

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关键词：石油化工　节能环保　热效率　加热炉

加热炉是工业生产中重要的辅助设备,常用于冶金、石油化工,机械热处理等行业,加热炉能够在保证产品生产工艺的基础上,有效地提高产品的生产效率.石油化工生产中所采用的是管式加热炉,其热效率能够达到80%～85%,最高能够达到88～93%.为了能够保障石油化工企业的生产效率,加热炉需要长时间的运转,操作周期较长.大型石油化工企业所采用的加热炉设备所消耗的热负荷和能量都较大.据统计,一个中型的石油化工企业每年所消耗燃料费用约占其操作费用的60～70%.因此,加热炉热效率的高低直接影响着石油化工企业的生产成本.目前提高加热炉的热效率的主要措施为利用特殊的方式对加热炉的余热进行回收,减少热消耗,降低过剩空气系数,降低加热炉排烟量.加热炉作为石油化工产业中的主要的单元化设备,重视加热炉的节能优化控制,能够保证加热炉长期稳定运行.

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一、影响加热炉节能优化控制的因素

目前结合石油化工生产企业的具体情况,加热炉的节能环保控制指标主要分为以下几种,对加热炉出口温度的控制,对加热炉炉膛的负压的控制以及对排放烟气中的含氧量的控制.对于石油化工生产中所用的加热炉,其出口温度高低直接影响着后一道生产工艺的完善性和生产产品的质量指标,因此是一项重要的工艺措施,而加热炉的炉膛的负压以及排放烟气中含氧量是重要的节能的措施,加热炉炉膛的负压一般都有一个固定的数据值,如炉膛的实际负压高于所规定的数值就会使高温烟气从炉膛内泄漏出去,从而耗费了大量的热能,降低了加热炉的热的利用效率.同时当炉膛中中的负压过高时也会引起一些安全事故,加热炉烟气中的氧含量的高低代表着加热炉中燃烧后气体中过剩的空气的含量,当过剩的实际的空气的含量比理论值高时,说明烟气中的气体并不是燃烧完全所排放出去的,即加热炉的热效率较低.同时当烟气中含有过多的过剩空气会加快腐蚀炉管,降低设备的持久度.因此降低烟气中的含氧量,减少烟气中的过剩空气的含量具有很多好处,不仅符合环保措施,同时也可以增加加热炉的热效率.但是降低烟气中的含氧量的基础是设计出让加热炉中燃料燃烧完全的措施.下面简要讲述对加热炉的优化节能控制在满足生产工艺要求的情况下,降低能源消耗和提高热炉的热效率的措施.

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二、对加热炉的优化节能控制措施

1.燃料的比值的控制

对加热炉中的空气与燃料的比值进行有效的控制,可以实现对加热炉的优化节能.通过对加热炉入料口处空气以及燃料的燃烧流程图,计算燃料流量和氧含量的数据,数据结果作为调节空气流量的阀值,进而调节入料口空气的流量.因此当加热炉出口的温度发生变化时,炉出口处得智能温度调节装置就会自动调节进料入口处的燃料流量设定值,改变燃料流量可以使加热炉出口温度符合规定值.同时由于调节空气流量的阀值是通过相关的数据运算出来的结果,因此在燃料流量不便的瞬间,虽然氧含量智能检测装置还未检测出烟气中的氧含量是否处于规定值的范围内,但是燃料的变化值会改变调节空气流量的阀值,从而达到燃料流量值与空气流量值的比例关系,可以有效的提高加热炉的热效率,使燃料燃烧更加充分.同时在调节空气流量的同时可以改变炉膛内的压力,对炉膛压力的及时的调节可以稳定中的压力,为加热炉的运行控制稳定提供了有力的条件.

2.加增燃料

加增燃料,即是在瓦斯中添加其他的燃料,一般是添加油类物质,说的直接一点及时,尽量增加瓦斯的燃烧量,少烧油类物质,当瓦斯流量不足时,在添加油类物质,这样可以实现对加热炉的节能优化控制,具体原理为,瓦斯的可用性是通过背压调节器进行调节的,当瓦斯的可用限制在流量调节器所要求的流量之下时,此时就需要加增燃料油,保证加热炉出口处温度在恒定的范围之内,况且燃烧流量与空气流量具有一定的比例关系,因此在加增燃料油的同时可以缓解空气流量调节阀的反应时间,控制烟气中空气的系数,降低了加热炉的能耗,提升了加热炉的热效率.

3.运用先进的技术手段对加热炉进行优化控制

这种对加热炉控制的方法就是将加热炉看做一个整个的部分,通过多点变量控制加热炉的稳定运行,一般来说加热炉最基本的被控变量有以下几种,加热炉出口温度的变化,烟气中氧的含量,加热炉炉膛的压力变化,控制的变量主要是以下几种,燃料流量,空气流量等各种设备所需的流量控制器,将被控变量与控制变量有机的结合同时放到多变量控制系统中,在多变量控制系统中确定控制变量以及被控变量之间的运算关系,这样,当某个变量出现异常时,多变量控制器就会根据相应的变量异常运用预先的预算控制的方案平衡各个变量的平衡,使加热炉低能耗,高效率的运行.