| 1、前言 近些年来，我目的石化企业取得了长足的进步，技术经济指标持续提升，企业的竞争能力不断增强。但在综合能耗方面，我国石化企业与国外公司的先进水平差距仍然较大．据统计，2001年中国石油化工集团公司综合能耗(标油)平均为78.74kg／t，比美国Phlbro公司综合能耗(标油)53.2kg／t高25.54kg／t，差距仍然很大。能耗偏高是炼油企业成本高的重要原因，它制约着企业的进一步发展，限制了企业竞争力的进一步提高。 炼油企业综合能耗主要有四大块，其中加热炉的燃料能耗是主要组成部分，占炼油企业总能耗的30%～40%，因此加热炉的节能降耗是炼油厂节能工作的重要课题，提高加热炉的热效率对于降低炼油厂的能耗、降低生产成本、提高经济效益作用极为显著。 2、目前炼油企业加热炉的运行状况 中国石化股份有限公司25家炼油企业有管式加热炉总台数近600台，加热炉总负荷超过5000MW。2001年以来，中国石化股份有限公司狠抓了加热炉的管理，制定了加热炉的运行管理规定；许多企业成立加热炉领导小组和攻关小组，加强了加热炉的现场管理和制度考核。加大了对加热炉的技改投入，对设备老化、热效率低的加热炉逐台攻关，使加热炉的现场管理水平和加热炉的热效率逐年提高。如2003年l0MW以上的加热炉总体热效率，镇海炼化公司达到89.5％，济南分公司为89.1％，安庆分公司为88.9，均达到了较高水平。 2001年开始，中国石化股份有限公司加强了对加热炉的检查．具体检查情况见表1。  从2001年以来历次加热炉的检查中发现，各企业对加热炉的管理力度在逐年加强．加热炉平均氧含量由2001年7．2％降低到2003年的 |
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6.4%．加热炉平均排烟温度由2001年的199．7℃降低到2003年的172．7℃，加热炉平均热效率由2001年的85．3％提高到2003年的87．3％，整个水平有了很大提高。
尽管中国石化股份有限公司炼油企业的加热炉管理水平在逐年提高，但是，与国外炼油企业的先进水平相比还有差距，平均热效率还低约2％；而且各炼油企业之间也有差距，如果再将加热炉平均热效率提高0.5%，每年将节约燃料费用近亿元，经济效益十分可观。
3、目前炼油企业加热炉在运行中存在的主要问题
从中国石化炼油企业上报的材料和检查组的现场检查来看，目前加热炉在运行中主要存在着以下问题：
3.1现场管理工作不到位
从检查和企业上报的材料看，虽然各企业做了大量的工作，但仍然存在着许多问题，加热炉管理和操作水平仍有待提高。如有的加热炉防爆门全开、点火孔、看火孔不关；有些操作工操作水平低，对“三门一板”的基本操作方法和节能知识掌握不够熟练。燃烧器配风调节技能较差。对烟气氧含量和燃料消耗等指标重视不够；有的加热炉在线氧化锆长期失灵，每周一次的烟气采样中，氧含量都高于5％等等。
3.2部分加热炉的运行状况不好
(1)有不少加热炉排烟温度高．制约了加热炉热效率的进一步提高。从2002年企业上报的10MW以上的加热炉数据可以看出：排烟温度在400℃以上的1台，排烟温度在250～400℃的14台。排烟温度在180～250℃的59台，180℃以上的加热炉竟占总台数的42％。排烟温度高的原因见表2。
(2)加热炉烟气的氧含量仍然偏高(过剩空气系数偏大)。在检查中发现，许多加热炉对氧含量控制要求不严，只要求加热炉的安全运行，不注意经济运行。从表1可以看出，在近三年的加热炉检查中，平均氧含量均超过了5．0％的标准，在2003年的检查中，还有一家企业平均氧含量超过11％，使加热炉的热效率大大降低。氧含量偏高的原因见表3。
3.3燃料脱硫措施不全
随着加工高含硫原油比例的增大，燃料油的比重、粘度和含硫量相应提高，对加热炉的硫腐蚀加剧．造成加热炉衬里、对流室炉管及余热回收部分产生严重腐蚀和结垢并危及到安全生产，同时烟气中的SO2还污染大气环境。
目前炼油企业的燃料油主要是减四线、减底渣油等，一般没有脱硫措施，有的企业燃料油中含硫量严重超标．如南方某企业的燃料油硫含量一般在1．5％左右。使用的燃料气主要来源于系统管网瓦斯和装置自产瓦斯。许多企业上了燃料气脱硫系统，燃料气含硫量较低。但也有不少企业燃料气脱硫效果不好或者部分装置的自产瓦斯未经脱硫，直接进炉子烧掉。如某企业的燃料气，SO2含量一般在2000μL／L，吼上，高的甚至超过5000μL／L。有的企业，其老式加热炉为了提高热效率，大都在对流段设置了用于低温回收的软化水炉管。由于烟气中平均SO2含量升高，其结果是烟气露点温度升高，在低温烟气中的对流室炉管和热管极易产生露点腐蚀。
另外，烟气中SO2含量升高，还将对加热炉衬里产生腐蚀。目前许多企业加热炉采用了新型的陶纤衬里，但陶纤衬里的缺点是抵抗烟气的冲刷能力较差，透气度大，含硫烟气极易通过衬里渗透到壁板，造成衬里锚固钉露点腐蚀、断裂，衬里脱落从而造成炉墙、炉顶超温，影响加热炉的长周期运行。据统计，2002年和2003年，中国石化企业每年各有2台加热炉因为陶纤衬里大面积脱落，加热炉局部超温严重，被迫停工抢修。
3.4老式吹灰器普遍不好用
在检查中，发现吹灰器是一个很大的问题。企业使用的吹灰器大部分为旋转式的老式蒸汽吹灰器，但基本都已停用，主要问题是转动部件故障率高，蒸汽系统泄漏点多，年久失修不能正常运行。由于吹灰器改造所需投入大，经济效益不明显，企业在这方面投人还不多。
3.5余热回收效率不高
少部分炉子无余热回收措施，有余热回收的空气预热器问题多、寿命短，余热回收效率不高。从24家企业上报的材料看，反映有加热炉无余热回收措施的有10家，占企业总数的42％；反映空气预热器有问题的企业有12家，占企业总数的46％。
空气预热器的主要问题是热管问题多、寿命短。目前企业所用的大部分为钢水热管，许多热管1至2年换热效果明显降低或者失效，与装置长周期运行的要求不相适应。如某企业的常减压炉，在2001年检修后，空气预热器运行良好，但在2002年的检查中，发现烟气换热后温度由200℃升至236℃，说明热管已部分失效。热管寿命短的主要原因有二个：一是加热炉的实际运行工况与设计工况相差较大，由于处理量不同、燃料性质不同、炉管积灰结垢，造成热管露点腐蚀；二是部分钢水热管质量差。
3.6少数加热炉的原始设计热效率低
从2002年上报的数据来看，热效率低于80％的还有5台，热效率低于87%的50台，占上
报台数的25％，10MW以下的加热炉热效率低的更多，如某企业59台加热炉中竟有46台设计热效率在70％～80％之间。
4、改进措施
综上所述。加热炉在运行中仍然存在不少问题，需要在今后的工作中不断完善。下面从加强
管理和挖潜增效方面提出以下几项改进措施：
4.1加强管理，向管理要效益
(1)制定本企业的加热炉运行考核办法，并严格实施，这是提高加热炉运行水平最有效也是最根本的途径。
(2)加强培训，提高人员素质。加热炉属于一种“动态运行”的工艺设备，炉管使用寿命、加热炉运转周期长短、节能效果好坏都与操作人员的素质有极为密切的关系。因此，要定期对加热炉操作人员进行轮训，提高他们的理论水平和操作技能，确保加热炉的正确操作。
(3)精心操作，调整好“三门一板”，在保证燃烧器燃烧完全的情况下．尽量降低过剩空气系数。一般说来．过剩空气系数每增加0.1，影响加热炉热效率0.5至1个百分点。
(4)加强偏风处理．减少空气的漏入。管式炉燃烧所需空气量应全部从燃烧处供入，从其他部位漏入的空气难以起到有效的助燃作用，反而会是排烟热损失增大，加剧炉管氧化等不良后果。所以应严格封堵，尽量减少空气的漏入。
(5)规范吹灰。要按照设计的吹灰频次，坚持使用吹灰器，尽量保持不积灰或少积灰的原始状态，防止等积灰多了再吹灰的现象，同时要检查吹灰系统以确认其灵活好用。
(6)定期清洗火嘴。燃烧器投用后，火嘴处常出现结焦、喷孔堵塞、喷孔不对中等．如不及时处理，会影响燃烧效果，故要建立定期清洗制度，确保燃烧器处于良好状态。可采用国际先进技术的干冰清洗机（干冰喷射器、洗模机）进行干冰清洗,干冰清洗目前被广泛应用于模具清洗和工业清洗行业。
4.2抓好挖潜增效．进一步提高加热炉的整体运行水平
(1)优化换热，降低管式炉热负荷，是减少燃料，降低装置能耗最直接、最有效的措施。如一台72MW的常压炉，将原油换热温度由220℃提高到280℃～290℃，常压炉的热负荷几乎减少一半，节能效果非常明显。
(2)采用高效节能的燃烧器，改善燃烧效果。燃烧器是加热炉的供热源，它的运行好坏直接影响加热炉的“安、稳、长、满、优”运行。要根据加热炉型和燃料品质．选用不同种类的高效节能燃烧器。如对于燃料油燃烧器，要使燃料油雾化好，确保充分燃烧；对于燃料气燃烧器．要更多的考虑满足燃料气的压力和成分变化，对于低压瓦斯可以采用后置预混式燃烧器，对于高含氢量的燃料气。要选用“弱化配风”技术的燃烧器。通过选用合适的燃烧器，可以改善燃烧效果，优化加热炉的热流场，从而达到提高炉效、节约燃料消耗的目的。
(3)增设或改进余热回收设施，有效降低排烟温度，对于排烟温度超过200℃的炉子．效果更为明显。对一些没有余热回收的加热炉可咀采用新型余热回收技术．回收烟气余热．改善燃烧．有效降低排烟温度．提高炉效。对已投用余热回收设施的排烟温度偏离设计值较大(偏高或偏低)的加热炉-应通过在对其余热回收设施(空气预热器或废热锅炉)进行全面标定的基础上(分别在不同负荷下运行)．从设计、操作和运行上人手查找原因，对症下药，把排烟温度降低或提高到设计值范围，降低排烟热损失或减少烟气低温露点腐蚀。
(4)改造炉体衬里，减少散热损失。对一些保温效果较差或存在局部超温的加热炉，应根据具体情况进行整体或局部衬电改造，要选用新型的保温材料和保温结构形式，减少炉体表面的散热损失。
特别值得一提的是，针对烟气中硫含量增加的情况下，为防止陶纤衬里的锚固钉露点腐蚀，目前出现了新的复合衬里结构：即采用新型轻质耐热衬里加耐火纤维衬里。该衬里结构，通过合理计算复合衬里各层温度，使阻气层与耐火层层间温度大于170℃，从而防止了露点腐蚀，解决了生产中的一大难题。目前实用新型复合衬里已经在炼油加热炉中得到了使用，运行情况良好。
(5)除灰除垢，以保证管式加热炉高效运行。由于不完全燃烧产生的碳粒和燃料中的灰分等烟尘会沉积在对流室炉管的外表面，增加热阻，降低传热效果。为保证管式炉长期高效运行，必须坚持用吹灰器减少积灰。对积灰较严重的加热炉，特别是烧燃料油的炉子，要增设新型吹灰器或增加吹灰频次，对一些烧气的并采用余热回收的加热炉，吹灰器也要投用，以减少受热面积灰、结盐和结垢，保证良好的传热。近几年出现的干冰喷射清洗机（干冰喷射器、洗模机）配合干冰制造机（干冰造粒机、干冰制粒机）进行干冰颗粒清洗或者使用声波吹灰器、激渡吹灰器以及改进型的蒸汽吹灰器等等，效果都不错。
(6)改善燃料品质。按照HSE的要求，必须加强燃料的脱硫措施，以降低燃料中的硫含量，改善其品质，这样既减少露点腐蚀，又减少了对大气的污染。
5、结束语
总体看来，目前各炼油企业为了降低能耗，提高经济效益，越来越重视加热炉的管理，只要我们上下结合，在认真剖析加热炉运行现状的同时，加大技改力度，深化技术管理，进一步发挥人的作用，向管理要效益，加热炉的节能水平和技术发展一定会呈现出一个崭新的局面。
尽管中国石化股份有限公司炼油企业的加热炉管理水平在逐年提高，但是，与国外炼油企业的先进水平相比还有差距，平均热效率还低约2％；而且各炼油企业之间也有差距，如果再将加热炉平均热效率提高0.5%，每年将节约燃料费用近亿元，经济效益十分可观。
3、目前炼油企业加热炉在运行中存在的主要问题
从中国石化炼油企业上报的材料和检查组的现场检查来看，目前加热炉在运行中主要存在着以下问题：
3.1现场管理工作不到位
从检查和企业上报的材料看，虽然各企业做了大量的工作，但仍然存在着许多问题，加热炉管理和操作水平仍有待提高。如有的加热炉防爆门全开、点火孔、看火孔不关；有些操作工操作水平低，对“三门一板”的基本操作方法和节能知识掌握不够熟练。燃烧器配风调节技能较差。对烟气氧含量和燃料消耗等指标重视不够；有的加热炉在线氧化锆长期失灵，每周一次的烟气采样中，氧含量都高于5％等等。
3.2部分加热炉的运行状况不好
(1)有不少加热炉排烟温度高．制约了加热炉热效率的进一步提高。从2002年企业上报的10MW以上的加热炉数据可以看出：排烟温度在400℃以上的1台，排烟温度在250～400℃的14台。排烟温度在180～250℃的59台，180℃以上的加热炉竟占总台数的42％。排烟温度高的原因见表2。
(2)加热炉烟气的氧含量仍然偏高(过剩空气系数偏大)。在检查中发现，许多加热炉对氧含量控制要求不严，只要求加热炉的安全运行，不注意经济运行。从表1可以看出，在近三年的加热炉检查中，平均氧含量均超过了5．0％的标准，在2003年的检查中，还有一家企业平均氧含量超过11％，使加热炉的热效率大大降低。氧含量偏高的原因见表3。
3.3燃料脱硫措施不全
随着加工高含硫原油比例的增大，燃料油的比重、粘度和含硫量相应提高，对加热炉的硫腐蚀加剧．造成加热炉衬里、对流室炉管及余热回收部分产生严重腐蚀和结垢并危及到安全生产，同时烟气中的SO2还污染大气环境。
目前炼油企业的燃料油主要是减四线、减底渣油等，一般没有脱硫措施，有的企业燃料油中含硫量严重超标．如南方某企业的燃料油硫含量一般在1．5％左右。使用的燃料气主要来源于系统管网瓦斯和装置自产瓦斯。许多企业上了燃料气脱硫系统，燃料气含硫量较低。但也有不少企业燃料气脱硫效果不好或者部分装置的自产瓦斯未经脱硫，直接进炉子烧掉。如某企业的燃料气，SO2含量一般在2000μL／L，吼上，高的甚至超过5000μL／L。有的企业，其老式加热炉为了提高热效率，大都在对流段设置了用于低温回收的软化水炉管。由于烟气中平均SO2含量升高，其结果是烟气露点温度升高，在低温烟气中的对流室炉管和热管极易产生露点腐蚀。
另外，烟气中SO2含量升高，还将对加热炉衬里产生腐蚀。目前许多企业加热炉采用了新型的陶纤衬里，但陶纤衬里的缺点是抵抗烟气的冲刷能力较差，透气度大，含硫烟气极易通过衬里渗透到壁板，造成衬里锚固钉露点腐蚀、断裂，衬里脱落从而造成炉墙、炉顶超温，影响加热炉的长周期运行。据统计，2002年和2003年，中国石化企业每年各有2台加热炉因为陶纤衬里大面积脱落，加热炉局部超温严重，被迫停工抢修。
3.4老式吹灰器普遍不好用
在检查中，发现吹灰器是一个很大的问题。企业使用的吹灰器大部分为旋转式的老式蒸汽吹灰器，但基本都已停用，主要问题是转动部件故障率高，蒸汽系统泄漏点多，年久失修不能正常运行。由于吹灰器改造所需投入大，经济效益不明显，企业在这方面投人还不多。
3.5余热回收效率不高
少部分炉子无余热回收措施，有余热回收的空气预热器问题多、寿命短，余热回收效率不高。从24家企业上报的材料看，反映有加热炉无余热回收措施的有10家，占企业总数的42％；反映空气预热器有问题的企业有12家，占企业总数的46％。
空气预热器的主要问题是热管问题多、寿命短。目前企业所用的大部分为钢水热管，许多热管1至2年换热效果明显降低或者失效，与装置长周期运行的要求不相适应。如某企业的常减压炉，在2001年检修后，空气预热器运行良好，但在2002年的检查中，发现烟气换热后温度由200℃升至236℃，说明热管已部分失效。热管寿命短的主要原因有二个：一是加热炉的实际运行工况与设计工况相差较大，由于处理量不同、燃料性质不同、炉管积灰结垢，造成热管露点腐蚀；二是部分钢水热管质量差。
3.6少数加热炉的原始设计热效率低
从2002年上报的数据来看，热效率低于80％的还有5台，热效率低于87%的50台，占上
报台数的25％，10MW以下的加热炉热效率低的更多，如某企业59台加热炉中竟有46台设计热效率在70％～80％之间。
4、改进措施
综上所述。加热炉在运行中仍然存在不少问题，需要在今后的工作中不断完善。下面从加强
管理和挖潜增效方面提出以下几项改进措施：
4.1加强管理，向管理要效益
(1)制定本企业的加热炉运行考核办法，并严格实施，这是提高加热炉运行水平最有效也是最根本的途径。
(2)加强培训，提高人员素质。加热炉属于一种“动态运行”的工艺设备，炉管使用寿命、加热炉运转周期长短、节能效果好坏都与操作人员的素质有极为密切的关系。因此，要定期对加热炉操作人员进行轮训，提高他们的理论水平和操作技能，确保加热炉的正确操作。
(3)精心操作，调整好“三门一板”，在保证燃烧器燃烧完全的情况下．尽量降低过剩空气系数。一般说来．过剩空气系数每增加0.1，影响加热炉热效率0.5至1个百分点。
(4)加强偏风处理．减少空气的漏入。管式炉燃烧所需空气量应全部从燃烧处供入，从其他部位漏入的空气难以起到有效的助燃作用，反而会是排烟热损失增大，加剧炉管氧化等不良后果。所以应严格封堵，尽量减少空气的漏入。
(5)规范吹灰。要按照设计的吹灰频次，坚持使用吹灰器，尽量保持不积灰或少积灰的原始状态，防止等积灰多了再吹灰的现象，同时要检查吹灰系统以确认其灵活好用。
(6)定期清洗火嘴。燃烧器投用后，火嘴处常出现结焦、喷孔堵塞、喷孔不对中等．如不及时处理，会影响燃烧效果，故要建立定期清洗制度，确保燃烧器处于良好状态。可采用国际先进技术的干冰清洗机（干冰喷射器、洗模机）进行干冰清洗,干冰清洗目前被广泛应用于模具清洗和工业清洗行业。
4.2抓好挖潜增效．进一步提高加热炉的整体运行水平
(1)优化换热，降低管式炉热负荷，是减少燃料，降低装置能耗最直接、最有效的措施。如一台72MW的常压炉，将原油换热温度由220℃提高到280℃～290℃，常压炉的热负荷几乎减少一半，节能效果非常明显。
(2)采用高效节能的燃烧器，改善燃烧效果。燃烧器是加热炉的供热源，它的运行好坏直接影响加热炉的“安、稳、长、满、优”运行。要根据加热炉型和燃料品质．选用不同种类的高效节能燃烧器。如对于燃料油燃烧器，要使燃料油雾化好，确保充分燃烧；对于燃料气燃烧器．要更多的考虑满足燃料气的压力和成分变化，对于低压瓦斯可以采用后置预混式燃烧器，对于高含氢量的燃料气。要选用“弱化配风”技术的燃烧器。通过选用合适的燃烧器，可以改善燃烧效果，优化加热炉的热流场，从而达到提高炉效、节约燃料消耗的目的。
(3)增设或改进余热回收设施，有效降低排烟温度，对于排烟温度超过200℃的炉子．效果更为明显。对一些没有余热回收的加热炉可咀采用新型余热回收技术．回收烟气余热．改善燃烧．有效降低排烟温度．提高炉效。对已投用余热回收设施的排烟温度偏离设计值较大(偏高或偏低)的加热炉-应通过在对其余热回收设施(空气预热器或废热锅炉)进行全面标定的基础上(分别在不同负荷下运行)．从设计、操作和运行上人手查找原因，对症下药，把排烟温度降低或提高到设计值范围，降低排烟热损失或减少烟气低温露点腐蚀。
(4)改造炉体衬里，减少散热损失。对一些保温效果较差或存在局部超温的加热炉，应根据具体情况进行整体或局部衬电改造，要选用新型的保温材料和保温结构形式，减少炉体表面的散热损失。
特别值得一提的是，针对烟气中硫含量增加的情况下，为防止陶纤衬里的锚固钉露点腐蚀，目前出现了新的复合衬里结构：即采用新型轻质耐热衬里加耐火纤维衬里。该衬里结构，通过合理计算复合衬里各层温度，使阻气层与耐火层层间温度大于170℃，从而防止了露点腐蚀，解决了生产中的一大难题。目前实用新型复合衬里已经在炼油加热炉中得到了使用，运行情况良好。
(5)除灰除垢，以保证管式加热炉高效运行。由于不完全燃烧产生的碳粒和燃料中的灰分等烟尘会沉积在对流室炉管的外表面，增加热阻，降低传热效果。为保证管式炉长期高效运行，必须坚持用吹灰器减少积灰。对积灰较严重的加热炉，特别是烧燃料油的炉子，要增设新型吹灰器或增加吹灰频次，对一些烧气的并采用余热回收的加热炉，吹灰器也要投用，以减少受热面积灰、结盐和结垢，保证良好的传热。近几年出现的干冰喷射清洗机（干冰喷射器、洗模机）配合干冰制造机（干冰造粒机、干冰制粒机）进行干冰颗粒清洗或者使用声波吹灰器、激渡吹灰器以及改进型的蒸汽吹灰器等等，效果都不错。
(6)改善燃料品质。按照HSE的要求，必须加强燃料的脱硫措施，以降低燃料中的硫含量，改善其品质，这样既减少露点腐蚀，又减少了对大气的污染。
5、结束语
总体看来，目前各炼油企业为了降低能耗，提高经济效益，越来越重视加热炉的管理，只要我们上下结合，在认真剖析加热炉运行现状的同时，加大技改力度，深化技术管理，进一步发挥人的作用，向管理要效益，加热炉的节能水平和技术发展一定会呈现出一个崭新的局面。