這里主要是介紹加熱爐的節(jié)能，但是加熱爐的擴(kuò)大處理量也是加熱爐節(jié)能的重要技術(shù)手段之一，在裝置改造過程中，如果能利用原有的加熱爐擴(kuò)大處理量，就可以直接省下基建費(fèi)用，同時(shí)減少加熱爐的臺位，這樣的節(jié)能效果也是非常顯著的。
加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷是加熱爐的的標(biāo)志性負(fù)荷。關(guān)于加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷，在規(guī)范中有明確的規(guī)定，在實(shí)際當(dāng)中也會根據(jù)裝置的需要對設(shè)計(jì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。這里不對設(shè)計(jì)負(fù)荷進(jìn)行討論。然而對于改變使用用途的加熱爐，其出力將有較大的變化。這是由于其允許的熱強(qiáng)度的差別。即使是不更換用途，有些加熱爐的熱負(fù)荷也有較大的余量。
比如，設(shè)計(jì)一臺加熱爐，工藝上考慮了換熱流程的結(jié)垢改變油品性質(zhì)等因素，對加熱爐委托的負(fù)荷均較高。所以加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷比操作負(fù)荷大很多，再加上加熱爐的設(shè)計(jì)爐管表面熱中強(qiáng)度設(shè)計(jì)人員一般極少有取到上限，所以有相當(dāng)多的加熱爐，提高30%的熱負(fù)荷后，應(yīng)能滿足規(guī)范規(guī)定的熱強(qiáng)度的要求。
爐膛溫度：
在我國，除制氫、焦化加熱爐外，其余的加熱爐在工藝操作卡片上均做了爐膛溫不超過800℃的限制，這個(gè)限制在設(shè)計(jì)上是沒有依據(jù)的，對于加熱爐來說，限制其使用溫度的是管壁溫度和管內(nèi)油膜溫度，當(dāng)管內(nèi)壁的油膜溫度滿足要求，管壁溫度滿足強(qiáng)度要求，對于爐膛溫度是沒有限制的（內(nèi)襯和支撐件限制*高使用溫度）。在設(shè)計(jì)中，對于爐膛溫度是一不嚴(yán)格執(zhí)行的量，就象前面講的一樣，輻射室的傳熱計(jì)算用了很多的假定，這些假定造成了計(jì)算與實(shí)際值有一定的差別。在加熱爐支撐件的設(shè)計(jì)溫度選擇上也考慮到了這個(gè)差別，所以對于爐內(nèi)的支撐件，其設(shè)計(jì)溫度高于計(jì)算煙氣溫度110℃。
實(shí)際上，我們以住應(yīng)用的爐膛溫度的限制與爐管表面熱強(qiáng)度和爐膛體積熱強(qiáng)度是矛盾的。同時(shí)圓筒爐和立式爐,在同樣的輻射吸熱和輻射表面熱強(qiáng)度下,他們的爐膛溫度也是不一樣的。這從從傳熱方程也可以看出。爐膛的傳熱和氣體輻射行程，有效暴露磚墻面積，吸熱面的溫度等相關(guān)因素有關(guān)。
舉一個(gè)例子：
兩個(gè)輻射室，爐管均為52根，有效長12m。單排單面輻射，爐管距爐墻的距離也相等的一臺圓筒型加熱爐和一臺立式加熱爐。我們們考察一下他們的爐膛溫度，熱強(qiáng)度間的關(guān)系。
介質(zhì)進(jìn)出口溫度250～365℃
熱負(fù)荷MW 8 10 12 14
圓爐 方爐 圓爐 方爐 圓爐 方爐 圓爐 方爐
表面熱強(qiáng)度W/m2 24242 30303 36364 42424
爐膛溫度℃ 738 723 802 788 859 847 915 904
體積熱強(qiáng)度KW/m3 36.7 41 48.9 54.7 62.5 69.9 78.8 88.2
管內(nèi)膜峰值溫度℃ 397 399 407 407 415 415 422 422
管外壁峰值溫度℃ 435 435 452 452 469 469 485 486
規(guī)范推薦表面熱強(qiáng)度W/m2 30000～37000(所有立式爐)
36000～44000（立式爐或水平管立式爐）
按常壓爐標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)范規(guī)定體積熱強(qiáng)度KW/m3 燃油124
燃?xì)?65
這里僅舉一個(gè)例子，不代表方爐和圓爐的煙膛溫度的關(guān)系，僅說明方爐和圓爐的差別。從上表可以看出，如果受800℃煙氣溫度的限制，爐管表面熱強(qiáng)度無法達(dá)到規(guī)范推薦的上限。爐膛的體積熱強(qiáng)度遠(yuǎn)低于規(guī)范規(guī)定值，也就是說，這樣的爐子還有相當(dāng)人余量,如果在爐膛內(nèi)再布管,還可以大幅度的提高負(fù)荷。如果采用臥管立式爐的爐型，爐膛溫度在900℃時(shí)尚能滿足規(guī)范要求。對于我們大量采用鉻鉬鋼爐管的加熱爐，管壁溫度還有相當(dāng)?shù)挠嗔?。這還只是一種工況，如果再對比雙面輻射的爐子，還會發(fā)現(xiàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求的平均熱強(qiáng)度，幾乎所有的爐子的爐膛溫度均超過800℃.其實(shí)，同樣的表面熱強(qiáng)度也并不對應(yīng)一個(gè)爐膛溫度，隨著爐體尺寸的變化，爐膛溫度也變化，總之，影響爐爐膛溫度的因素很多，甚至爐管的材質(zhì)、預(yù)熱空氣的溫度也影響爐膛的溫度。
管式爐的爐膛溫度可以不受800℃限制。只要是爐內(nèi)的支撐件，管內(nèi)油膜溫度，管壁溫度以及爐襯等允許。在改擴(kuò)建中，要優(yōu)先考慮原有加熱爐的潛力。
繼續(xù)保留這個(gè)限制對我國的加熱爐是一種極大的浪費(fèi)。洛陽興罡石化設(shè)備有限公司 0379-62329011
