管式加热炉效率评价及节能改造研究

【摘要】：加热炉是一种直接燃烧燃料、加热工艺介质的设备,在炼油化工生产中起重要作用,锦州石化公司在用主要加热炉有25台,但一直没有一套科学合理、统一的热效率测试计算方法,随着时间的推移造成过多的燃料消耗,增加生产成本的同时也加大了温室气体排放量。为了合理有效地测量和计算加热炉的热效率,使计算得到优化、避开繁琐的计算过程、实现热效率计算智能化、便于对加热炉的管理和利用,然后根据测试和计算数据来实时指导节能改造,本文结合当前温室气体减排的大环境,分析了锦州石化公司加热炉的特点,开展了加热炉效率评价及节能改造的研究,取得了的主要研究结果如下: 对SHF0001-99及GB2588-81所涉及的热效率计算方法进行分析研究,明确了不同计算方法所得效率间的关系,使所测加热炉热效率具有可比性,从而有利于管式加热炉热效率的标定、考核和管理。分析了英国KANE公司KM940综合烟气分析仪的测试计算方法,与我国标准对比,并以此为根据,完成了仪器的调整,使仪器更适合我国的国情,测试结果更真实地反映加热炉的实际热能利用状况。完善各类参数(物性参数、热工参数等)的算法,减少因查图而带来的人为误差,使计算结果更为准确,并为实现热效率计算程序化打下了基础。完成了各装置主要加热炉热效率测试,为加热炉运行中的操作调整提供了可靠依据。 通过实验和分析研究后得出:本课题所研究开发的加热炉效率反平衡计算程序是对SHF001-99及GB2588-81标准的应用和拓展;SH估算法可作为SHF反平衡法求取热效率的简便算法,在日常管理中快速准确地完成热效率估算,用以调整及考核管式炉操作状况;在操作过程中监测加热炉烟气中的含氧量,并以此为根据调控燃烧空气量、在保证燃料完全燃烧的前提下减少空气过剩量——这是在生产过程中提高炉热效率的最经济最简便的方法;改造后排烟温度比改造前降低了20℃,炉膛火焰充满度大为改善,燃料燃烧率提高了近7%,带来了可观的经济效益。 【关键词】：加热炉 热效率 过剩空气系数 节能改造
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK175
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 研究背景及意义9-16
• 1.1.1 我国的能源环境现状和国家的节能政策9-10
• 1.1.2 加热炉概况10-16
• 1.2 文献综述16-19
• 1.2.1 国内研究应用现状16-18
• 1.2.2 国外研究应用现状18-19
• 1.3 课题来源及课题研究内容19-21
• 1.3.1 课题来源19-20
• 1.3.2 课题研究内容20-21
• 1.4 论文的结构安排及主要内容21-22
• 第2章 热效率的影响因素及节能措施探讨22-33
• 2.1 热效率的影响因素22-29
• 2.1.1 燃烧器24
• 2.1.2 炉膛负压24-25
• 2.1.3 辐射室换热25-26
• 2.1.4 过剩空气系数26-29
• （1） 对炉子燃烧温度方面27
• （2） 在露点温度方面27-28
• （3） 数值过小方面28
• （4） 降低过剩空气系数方面28-29
• 2.2 加热炉节能措施29-33
• 2.2.1 控制过剩空气系数较小29-30
• 2.2.2 采取措施控制排烟温度30-31
• 2.2.3 保证保温效果，及时维修定期检修31-33
• 第3章 加热炉热效率计算方法研究33-53
• 3.1 加热炉效率的详细计算法—反平衡计算法33-43
• 3.1.1 效率计算公式33-34
• 3.1.2 基本燃烧计算34-40
• 3.1.3 效率计算相关参数的确定40-42
• 3.1.4 反平衡法计算程序表42-43
• 3.2 加热炉热效率的简化算法—SH 估值法43-44
• 3.3 KM940 烟气分析仪的热效率计算方法分析44-47
• 3.3.1 仪器内设系数的修正44-45
• 3.3.2 仪器设置的效率计算方法介绍45-46
• 3.3.3 计算方法含义分析46-47
• 3.3.4 KM940 计算法的意义47
• 3.4 热效率测试方法研究47-50
• 3.4.1 标定测定48
• 3.4.2 操作测定48-49
• 3.4.3 氧含量测定方法49-50
• 3.5 本章小结50-53
• 3.5.1 计算方法的分析50-51
• 3.5.2 加热炉热效率测试方法分析51-53
• 第4章 热效率测试及节能改造53-68
• 4.1 KM940 烟气分析仪设定系数修正53-54
• 4.2 测试方法的比较54-59
• 4.2.1 试验目的54-55
• 4.2.2 测试工作内容55
• 4.2.3 计算结果分析55-59
• 4.3 常规测试59-60
• 4.3.1 测试目的59-60
• 4.3.2 测试工作内容60
• 4.4 热效率测试指导节能改造实例60-66
• 4.4.1 连续重整装置燃料配比调整61
• 4.4.2 加氢F202 炉节能改造61-66
• 4.4.3 提高热效率方法分析66
• 4.5 经济效益分析66-68
• 4.5.1 效率提高状况66-67
• 4.5.2 未来设备调整方向及效益预测67
• 4.5.3 间接效益分析67-68
• 第5章 结论与建议68-70
• 5.1 结论68-69
• 5.2 建议69-70
• 参考文献70-72
• 致谢72-73
• 附录A 热效率评价测定部分统计数据73-80
• 个人简历80

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