加热炉热效率
加热炉热效率分析及改进措施
加热炉热效率分析及改进措施加热炉是工业生产中常用的一种设备，主要用于加热原料、液体或气体等物质。
炉子的热效率是衡量其加热效果的重要指标，影响着生产成本和能源消耗。
本文将对热效率进行分析，并提出改进措施，旨在提高加热炉的工作效率。
一、热效率的分析热效率指的是加热炉消耗燃料产生的热量与物料吸收的热量之间的比值，通常用百分比表示。
以下是几种常见的热效率计算方法：1.燃烧热效率:燃料在燃烧过程中产生的有效热量与燃料总热值的比值。
计算公式如下：燃烧热效率=发生的热量/燃料总热值2.污染物排放热损失:发生在烟气冷却过程中热量的损失。
计算公式如下：热损失=(燃料总热值-发生的热量)*(烟气温度-大气温度)/燃料总热值3.相对湿度对水蒸气热损失:发生在燃料中水蒸气未完全燃烧时的热损失。
计算公式如下：热损失=0.02*(相对湿度-饱和湿度)*(烟气温度-大气温度)二、改进措施为了提高加热炉的热效率，我们可以采取以下改进措施：1.应用先进的燃烧技术:使用先进的燃烧器，能够实现燃料的充分燃烧，减少排放物的产生，并提高热效率。
同时，优化燃料与空气的混合，使用预热空气可以提高燃烧效果。
2.优化炉膛结构:根据物料的加热需求和炉膛布局，合理设计炉膛的结构和尺寸，以提高热交换效率，减少热量损失。
例如，增加加热表面积，使用高效的传热媒介等。
3.定期检修和维护:定期对加热炉进行检修和维护，确保燃烧设备的正常运行。
清理燃烧器和炉膛内的积存物，保持炉膛的良好状态，防止过多的热量损失。
4.应用余热回收技术:将烟气中的余热回收利用，用于预热给水或加热其他流体。
通过回收废热，可以有效提高热效率，减少能源消耗。
5.使用高效节能的绝热材料:在加热炉的设计和维护过程中，应使用高效节能的绝热材料，减少热量损失。
合理选择绝热材料的厚度和性能，以减少热量的传导和辐射损失。
6.优化运行管理:加强对加热炉的运行管理，做好热量测量和数据分析工作。
通过监测实时温度、压力和流量等参数，及时发现问题并采取措施，进一步提高工作效率。
加热炉热效率计算
热效率（反平衡）e=(1-(hu+hs+hl*ηr)/(hl+△ha+△hf+△hm))*100%
e热效率
hl燃料低发热量
△ha单位燃料量所需燃烧空气带入体系的热量
△hf单位燃料量带入体系的显热
△hm雾化蒸汽带入体系的显热
hs单位燃料量计算的排烟损失
hu按单位燃料量计算的不完全燃烧损失一般取0.5%hl
ηr散热损失占燃料低发热量的百分数无空气预热时取1.5%hl
有空气预热时取2.5%hl 热效率（正平衡）
e=（Wf（§Iv+(1-§)Il-Ii）*1000+Q）/hl*100%
e热效率
Wf管内介质流量
§炉出口汽化率
Iv炉出口温度下介质气相热焓
Il炉出口温度下介质液相热焓
Ii炉入口温度下介质液相热焓
Q其它热负荷。
加热炉热效率计算方法
加热炉热效率计算方法
1、加热炉效率简便计算：η=97-（8.3*0.01+散热损失*过剩空气系数）*（排烟温度
+1.35*0.001（排烟温度）*2）+1.1
2、反平衡法计算：η=（1-损失能量/共给能量）*100%
3、正平衡法计算：η=被加热物质吸收总热量/总共给能量*100%
2、热效率（反平衡）e=(1-(hu+hs+hl*ηr)/(hl+△ha+△hf+△hm))*100%
e热效率
hl燃料低发热量
△ha单位燃料量所需燃烧空气带入体系的热量
△hf单位燃料量带入体系的显热
△hm雾化蒸汽带入体系的显热
hs单位燃料量计算的排烟损失
hu按单位燃料量计算的不完全燃烧损失一般取0.5%hlηr散热损失占燃料低发热量的百分数无空气预热时取1.5%hl 有空气预热时取
2.5%hl
3、热效率（正平衡）e=（Wf（§Iv+(1-§)Il-Ii）*1000+Q）/hl*100%
e热效率Wf管内介质流量
§炉出口汽化率
Iv炉出口温度下介质气相热焓
Il炉出口温度下介质液相热焓
Ii炉入口温度下介质液相热焓
Q其它热负荷。
05 加热炉的生产率和热效率
三、提高炉子热效率降低燃耗的途径 1. 减少出炉废气从炉膛带走的热量 ①在保证燃料完全燃烧的前提下，应尽可能地降低空气消耗系 数，以提高燃烧温度，减少废气量； ②要注意炉子的密封问题，控制炉底微正压，防止吸入冷风，增 加烟气量并降低温度；
③要控制合理的废气温度。在生产率、热效率和单位燃耗之间，有 一个合理热负荷的问题，这个特征如图所示。 2. 回收废热用以预热空气、煤气； 3. 减少冷却水带走的热量； 5. 加强管理与合理调度。 4. 减少砌体散热；
％ 10～50 30～80 0.5～3 0.2～5 2～10 0～4 0～5 0～15 0～10 100
70～100 金属加热所需热 出炉废气带走热 化学不完全燃烧热 机械不完全燃烧热 砌体散热 炉门及孔的辐射热 炉门及孔逸气的热 水冷构件的吸热 其它热损失
热收入总和
∑Q收入
100
热支出总和
5.4 加热炉的燃耗和热效率
为了方便比较和评价炉子工作，通常将热量的收支各项及其在总热量中 所占的比例列成热平衡表，表的格式如下
热 收 入 燃料化学热 燃料物理热 空气物理热 金属氧化放热 金属物理热
KJ/h Q1 Q2 Q3 Q4 Q5
% 0～15 0～25 1～5 0～20
热支出
KJ/h Q1 ’ Q2 ’ Q3 ’ Q4 ’ Q5 ’ Q6 ’ Q7 ’ Q8 ’ Q9 ’ ∑Q支出
Q=
λ1
3.6 × (t1 − t 2 ) A s1 s2 + + ... + 0.06
λ2
⑥炉门及开孔的辐射热损失 Q=qAψ ψ－－炉门开启时间的比例 q－－单位面积炉门向外辐射的热量 ⑦炉门及开孔逸气的热损失 Q=V0tC ⑧炉子水冷构件的吸热损失 Q=G水（H’－H） 这些项目有的可以计算，有的则很难计算，只能作大致的估算。 三、热平衡方程和热平衡表 根据能量不灭原则，热收入各项的总和应等于热支出各项的总和。 即 ∑Q收入＝ ∑Q支出
浅谈石油化工加热炉热效率测试和节能技术
浅谈石油化工加热炉热效率测试和节能技术石油化工加热炉是石油化工生产中不可或缺的设备之一，它主要用于燃烧石油化工原料和产物，将其加热至一定温度以满足生产工艺的需要。
石油化工加热炉的热效率测试和节能技术是石化企业重要的课题之一，通过科学的测试和有效的节能措施，可以大幅降低生产成本，提高能源利用率，减少对环境的影响，促进石化行业的可持续发展。
一、石油化工加热炉热效率测试1. 热效率定义及测试方法热效率是指加热炉将燃料燃烧产生的热能转化为加热工业原料的能力，通常用于衡量加热炉的燃烧效率。
热效率测试的主要方法是测定燃料的燃烧产生的热能与加热工业原料所需的热能之间的比值，一般用热效率(η)来表示。
石油化工加热炉热效率测试需要依据国家标准和石化行业相关技术规范，常用的测试方法包括燃气分析法、水蒸气量法、烟气分析法等。
通过精确的测试，可以及时了解加热炉的燃烧情况和热效率，为节能改造和优化提供数据支持。
石油化工加热炉的热效率受到多种因素的影响，主要包括燃料质量、炉内结构设计、燃烧控制等。
合理选择高质量的燃料，采用先进的燃烧技术，优化炉内结构设计，精细控制燃烧过程，都能有效提高加热炉的热效率。
为了提高石油化工加热炉的热效率，石化企业可以采取一系列的措施，包括提高燃料的燃烧效率、优化炉内结构、改进燃烧控制系统等。
通过技术改造和装备更新，可以有效提高加热炉的热效率，降低生产成本。
二、石油化工加热炉节能技术1. 高效燃烧技术采用高效燃烧技术是提高石油化工加热炉热效率的关键。
通过优化燃烧系统，提高燃烧效率和热量利用率，降低燃料消耗，减少燃烧排放，从而达到节能减排的目的。
2. 能量回收技术能量回收技术是一种有效的节能措施，通过回收炉排烟中的余热，将其转化为热水、蒸汽或其他可利用的热能，再用于生产过程中的加热或发电等用途。
这样不仅可以降低能源消耗，还能减少对环境的影响。
3. 热电联产技术石油化工加热炉可以通过热电联产技术，将燃料燃烧产生的热能和机械能同时转化为电能和热能。
加热炉热效率
加热炉热效率加热炉是炼油厂消耗燃料的主要设备，其能耗约占炼油厂能耗的一半以上。
因此，提高加热炉的热效率，对降低炼油厂总能耗具有重要的意义。
提高加热炉热效率的手段较多，涉及的因素也较广泛。
这里仅简单地介绍一下热效率的一些影响因素和提高措施。
(1) 提高热效率与节约燃料的关系提高加热炉热效率可以减少燃料用量，但加热炉热效率提高的百分比与节约燃料的百分比并不成等值关系。
节约燃料的百分比的定义如下：可见，加热炉原来的热效率越低，燃料的用量B 就愈多，提高热效率后节约燃料的收效就越大。
(2) 降低加热炉热负荷与热效率关系减少加热炉的热负荷是通过装置换热系统优化，提高入炉油温和改进工艺流程等措施来实现的。
热负荷减少后的加热炉，即使热效率较低，仍可能比热负荷大，热效率高的加热炉所消耗的燃料还要少。
而且如加热炉热效率越高，相应地减少热负荷后原来炉子的热效率提高值将越大。
所以，当加热炉热效率比较高时，节能措施应以降低热负荷为主；反之，应以提高加热炉热效率为主。
在减少炉子热负荷的%100⨯-=∆原来改造后原来B B B B基础上，进一步提高炉子的热效率是最理想，最有收效的方法。
(3) 提高燃烧空气温度燃料与空气的混合物只有被加热到着火温度时，才能在没有外热提供的条件下继续燃烧，即未经预热的燃烧空气与燃料混合后要先吸收足够的热量，后再着火放热。
因此，利用烟气余热来预热燃烧空气，可以进一步提高加热炉的热效率。
但是，燃烧空气的温度也不能提得太高，一般以预热至300℃左右为宜。
因为这个温度还要考虑到燃烧器的结构和材质问题。
另外，空气温度太高，会引起油枪端部结焦或引起预混式瓦斯火嘴回火，也可能使因雾化不良，流淌至风道内的燃料油着火。
(4) 集中回收烟气余热热负荷太小的加热炉，单独采用余热回收系统有困难或不够经济，可以将几个炉子的烟气集中回收余热，以提高热效率。
这样做还有一个优点是集中的烟气可以通过一个高烟囱排出，从而减少对地面环境的污染。
提高炼油作业五区加热炉热效率解析
依托技术，提高加热炉热效率一、基本情况介绍炼油作业五区共有各种加热炉23台，目前停用加热炉有4台，运行炉中10MW以上的加热炉有7台。
对于10MW以上的加热炉，事业部规定：热效率达到89%才不考核。
对于每一台加热炉，事业部都规定了09年加热炉考核指标。
目前，作业区规定加热炉氧含量按照2%-4%进行控制，并加强了相关方面的检查考核。
以下是2009年1月9日加热炉烟气采样分析结果，如下：表1 2009年1月加热炉热效率表加热炉热效率监测汇总表从上表数据可知，除开连续重整装置圆筒炉F102氧化锆损坏外，其余氧化锆都能正常投用，但加氢裂化装置和2#制加氢装置的氧含量都已超标。
连续重整装置所有加热炉炉膛负压显示问题较多，不是显示损坏便是负压值过大。
各套装置加热炉的排烟温度普遍过高，导致没有一台加热炉符合事业部考核指标。
二、存在问题由上可知，目前作业区加热炉存在以下几个问题：一是部分氧化锆损坏，有待维护保养单位进行修复投用；二是存在内操对加热炉调节不及时，当操作工况发生变化时，会出现DCS氧含量指示超标；三是连续重整装置炉膛负压计指示都有问题，不是负压显示过大就是指示坏，需要对加热炉负压计进行仔细检查，通过核对负压指示值来判断是负压计损坏还是加热炉确实操作上存在着问题。
四是各个炉子的排烟温度普遍超高，最终加热炉热效率没有一台是合格的。
总而言之，最需要解决一个问题是各个加热炉的氧含量和排烟温度是否还有继续降低的空间。
四、改进方向根据加热炉热效率反平衡计算公式，热效率η=1-q1-q2-q3-q4，式中q1、q2、q3、q4分别为排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失和炉墙散热损失。
其中排烟热损失主要由过剩空气系数α和排烟温度t决定，α和t越低，排烟损失相对越小，热效率越高；同时过剩空气系数还和不完全燃烧热损失有关；炉墙散热损失和炉衬好坏密切相关，但只有通过检修才能彻底改进。
而对于运行中的加热炉来说，降低α和t才是提高加热炉热效率的主要方向。
炉子热效率计算说明
公司加热炉热效率组态说明
热效率=（1-q 烟-q 散）×100%
其中：
q 散—散热损失百分比，在本式中取3%；
q 烟—排烟热损失百分比，通过计算求得，计算公式如下
q 烟=———————————————————————————
其中： a —过剩空气系数，通过计算求得，计算公式如下
a =———— 其中：O 2—烟气中氧含量百分数，本数值从氧化锆仪表中读取，
如为5%，则式中代入5。
标准规定烟气氧含量测量位置应该为空预器出口，但公司生产实际中氧化锆全部装在辐射段出口，因此本测试以辐射段出口近似代替。
t g —排烟温度，本数值从温度仪表中读取，单位℃。
CO —烟气中CO 含量，单位ppm ，本数值无现场测量仪表，请仪表组态设置人工输入，由装置工程师输入初值，可参照上月公司热效率监测数据中的CO 含量，每月输入一次。
（0.006549+0.032685a ）（t g +1.3475×10-4 t g 2）-1.10+（4.043a-0.252）×10-4
CO 100 21+0.116O 2 21—O 2。
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加热炉热效率
加热炉是炼油厂消耗燃料的主要设备，其能耗约占炼油厂能 耗的一半以上。
因此，提高加热炉的热效率，对降低炼油厂总能 耗具有重要的意义。
提高加热炉热效率的手段较多， 涉及的因素也较广泛。
这里 仅简单地介绍一下热效率的一些影响因素和提高措施。
(1) 提高热效率与节约燃料的关系
提高加热炉热效率可以减少燃料用量，但加热炉热效率提高 的百分比与节约燃料的百分比并不成等值关系。
节约燃料的百分 比的定义如下：
可见，加热炉原来的热效率越低， 燃料的用量B 就愈多，提 高热效率后节约燃料的收效就越大。
(2) 降低加热炉热负荷与热效率关系
减少加热炉的热负荷是通过装置换热系统优化，提高入炉油
温和改进工艺流程等措施来实现的。
热负荷减少后的加热炉，即 使热效率较低，仍可能比热负荷大，热效率高的加热炉所消耗的 燃料还要少。
而且如加热炉热效率越高，相应地减少热负荷后原 来炉子的热效率提高值将越大。
所以，当加热炉热效率比较高时，节能措施应以降低热负荷 为主；反之，应以提高加热炉热效率为主。
在减少炉子热负荷的
基础上，进一步提高炉子的热效率是最理想，最有收效的方法。
B 原来- B 改造
后 100%
(3)提高燃烧空气温度
燃料与空气的混合物只有被加热到着火温度时，才能在没有外热提供的条件下继续燃烧，即未经预热的燃烧空气与燃料混合后要先吸收足够的热量，后再着火放热。
因此，利用烟气余热来预热燃烧空气，可以进一步提高加热炉的热效率。
但是，燃烧空气的温度也不能提得太高，一般以预热至300 C左右为宜。
因为这个温度还要考虑到燃烧器的结构和材质问题。
另外，空气温度太高，会引起油枪端部结焦或引起预混式瓦斯火嘴回火，也可能使因雾化不良，流淌至风道内的燃料油着火。
(4)集中回收烟气余热
热负荷太小的加热炉，单独采用余热回收系统有困难或不够经济，可以将几个炉子的烟气集中回收余热，以提高热效率。
这样做还有一个优点是集中的烟气可以通过一个高烟囱排出，从而减少对地面环境的污染。
(5)合理选用过剩空气系数
过剩空气系数如果小，会使燃料燃烧不完全，但如果过大，大量过剩空气又会将热量带走排入大气，使炉子热损失增多，热
效率下降。
过剩空气系数取之过大，还会引起燃烧温度下降，露点温度升高，加剧炉管氧化，促使氮氧化物NO x增加，从而产生极不
利的影响。
(6)改进燃烧器
除在设计中采取合理结构，促使燃料与空气的良好混合，减
少过剩空气以外，操作过程中亦应在燃烧器处合理供风•如果供
风量过多，会降低加热炉热效率。
供风量过少，会导致化学不完全燃烧和机械不完全燃烧，造成热损失，同样也会使热效率下降。
空气从炉子其它不密封处或从未点燃的火嘴处漏入炉膛内，
会造成排烟中的过剩空气量增加。
而燃烧器处的供风量可能不
足，这样就带来排烟中过剩系数大，而又存在不完全燃烧情况，导致加热炉热效率大幅度下降。
(7)燃烧器采用强制供风
提高燃烧器的供风压头，空气就有足够的动能来强化扩散和
混合过程，保证在尽可能低的过剩空气系数下实现完全燃烧。
采用强制供风，还易于控制燃料与空气的比例，以及火焰的形状。
(8)采用钉头管和翅片管。
对管内介质为油或汽的对流传热，由于管内外传热系数相差
较大，可采用翅片管或钉头管来提高管外的传热系数，强化对流传热，降低对流室高度，提高热效率。
一般在烟气温度低于380 C时，不能采用钉头管或翅片管。
(9)减少散热损失
加热炉炉壁的散热损失包括辐射散热和对流散热两部分。
在
有较长烟气通道的余热回收系统中，加热炉整个系统的总散热损失可能会达到4%.不过，降低炉壁温度.减少散热损失，最好利用便宜、隔热性能好的材料，不宜用过多增加壁厚和大量投资的办法来减少有限的散热
损失。
(10)低温露点腐蚀
随着节能要求的不断提高，要求加热炉的排烟温度越来越低。
但是往往在空气预热器余热锅炉等分热回收设备的换热面上产生强烈的低温露点腐蚀，甚至会在不到一年的运转时间内，换热面就严重腐蚀穿孔，使加效炉不能正常运行。
可以说，低温漏点腐蚀已成为降低加热炉排烟温度提高热效率的主要障碍。
所以要设法从改进设计精心操作和米用新材料等方面米取各种措施，来防止和减轻低温漏点腐蚀。
(11)操作负荷和热效率关系
在实际操作中热效率将随操作负荷的变化而变化。
降负荷后如能正确调整档板、风门，维持低的过剩空气量，炉子又完全不漏风，随着炉子负荷的降低热效率应该有所上升，但实际的炉子总存在着漏风，不易调好燃烧空气量等问题，因此在通常降负荷操作中过剩空气系数变大，热效率总是反而下降。
即使过剩空气系数通过调节能保持不变，低负荷下热效率仍有所降低。
可能是因为火焰变短小以后，炉膛内火焰的“充满度”很低，导致辐射效果变差的缘故。
另外，降低负荷后，炉壁的散热面积相对增大，也是使热效率下降的原因之一。
如果把负荷提高到设计值之上，热效率就会逐渐降低，其下降的程度随炉的使用条件和设计条件有所不同。
因此，加热炉的热效率在设计负荷下一般将达到最高值，在此基础
上，无论降低还是增加负荷，炉子热效率都会降低。