徐宝平

(中国石油化工股份有限公司金陵分公司，江苏 南京 255400)

工业加热炉是个耗能大户，其能耗占全国总能耗的1/4，燃烧产生的烟气更是大气严重的污染源[1]。石化企业燃料气的消耗占据企业总能耗和动力费用的60%～70%，是最为关键的节能管理环节。深入分析加热炉燃烧机理、完善操作管理办法是提高加热炉热利用效率、确保长周期运行的基础工作。

1 燃料气加热炉燃烧过程的数学模型的建立和计算

石化企业的燃料气主要来自生产过程中副产的小分子气体，俗称“炼厂气”，主要由甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等物质组成。随着生产波动和工艺调整，石化企业燃料气的组成变化幅度比较大。即使是冬季与夏季，石化企业燃料气也有较多不同的组成。

编制本软件是为了精准验算上述不同组成的燃料气所产生的不同后果，从理论上计算出影响程度和预防方法。软件编制的逻辑关系见图1。

为了便于计算，本软件需要将常规气体燃烧的化学方程式变更为如下适合各种气体的通用化学平衡式。

(1)

燃料气中各组分对应上述化学平衡式中的各因子见表1。

表1 燃料气中各组分因子

本软件选择表2的5种燃料气进行计算。

表2 5种燃料气体积分数组成 %

计算结果见表3。

表3 5种燃料气的计算结果

2 计算结果分析

2.1 热值的变化

上述计算表明，当燃料气中甲烷、丙烷含量增加时，质量热值差异在1%～2%之内，而体积热值会增加1.5～3.0倍。

2.2 对供风与燃烧器配风的影响

加热炉在“典型燃料气”、“高甲烷燃料气”、“高丙烷燃料气”的体积热值从34.63 MJ/m3分别提高至45.46 MJ/m3和82.29 MJ/m3，提高幅度分别为131%和238%；……