优秀QC成果-提高加热炉热效率发布

1提高加热炉热效率XXXX生产运行QC小组发布人：XX一、小组概况小组名称成立日期2011年1月活动方式集中活动课题提高加热炉热效率注册编号课题类型现场型小组人数10人活动日期2011年1月-10月活动次数21次出勤率97.2%获奖情况序号姓名性别文化程度职务/职称小组分工1男大学副大队长/高工程师课题管理2男大学技术股长/工程师课题策划3女大专技术员/工程师成果撰写4男大学技术员/高工程师数据分析5男大专站长/工程师组织实施序号姓名性别文化程度职务/职称小组分工6男大学安机股长/工程师安全检查7男大学技术员/助工效果检查8男大学副队长/工程师现场实施9男高中岗位工人/技师现场实施10女中专岗位工人/技师现场实施要因确认原因分析总结固定措施效果确认对策实施制定对策现状调查ACDP10月09月8月7月6月5月4月3月2月1月时 间活动计划阶 段活动计划

PDCAPDCA循环计划进度实际进度一、小组概况二、选题理由提高加热炉热效率指标≥78%2010年xxx加热炉平均效率65%三、现状调查项目频数（次）累计频数(次)累计频率（%）排烟热损失（q2）

858565.4化学不完全燃烧热损失(q3)2410983.8炉壁散热损失(q5)1112092.3机械不完全热损失(q4)612696.9其他因素4130100表3：影响加热炉热效率的损失因素统计表三、现状调查三、现状调查频数（次）N=130050100150●●累计频率（%）50257510085241118q2q3q5q483.8%65.4%92.3%●●●●96.9%排烟损失大是导致加热炉热效率率高的主要原因其他因素小组经过讨论认为，有把握解决排烟损失大的六成，则加热炉热效率有可能提高到：（1-65％）×65.4％×0.6+65％＝78.7％≈79％根据加热炉效率反平衡测试表可分析：6#加热炉于2009年投产使用，由于技术状态良好，其加热炉热效率最好时曾达到74％、77%，接近中石化下达指标值。

目标值的可行性分析

对比分析计算分析完成目标及目标值可行三、现状调查根据XXX考核指标加热炉热效率≥78%的考核要求，制定本次活动目标：将加热炉由热效率由65%提高至78%。现状值目标值65%78%四、确定目标图例：主要问题中间因素末端因素排烟热损失大过剩空气系数大调节不及时燃料燃烧不完全热负荷与风量不成比例传热系数低排烟温度高排烟量大机械雾化效果差炉膛结焦燃油系统压力不足③人员素质低⑤烟道结构不合理①热负荷过载②风门调节方式不合理⑥盘管结垢④五、原因分析排烟热损失大原因分析关联图六、要因确认验证一、烟道结构不合理验证方法：检测排烟温度与设计温度对比分析、内部结构分析查阅资料QC小组成员查看了《产品质量说明书》和《加热炉装配图》，确定加热炉设计排烟温度≤250℃。六、要因确认验证一、烟道结构不合理验证方法：检测排烟温度与设计温度对比分析、内部结构分析温度检测：依据Q/SY50-2008《石油化工工艺加热炉节能监测方法》

测试时间炉号反平衡测试及计算数据烟气成份含量(%)检测结果排烟温度（℃）各项热损失（%）过量空气系数热效率（%）CO2

O2

CO不完全燃烧损失排烟损失散热损失检测结果1.21110.8311.50.000429.05500.00243.772.92.2653.331.2126.1310.40.005128.04580.04130.472.91.8861.591.21313.7214.70.000028.02390.00035.112.94.4064.991.21511.513.80.024027.02560.10327.362.93.2769.64表4：加热炉反平衡测试表从表4可以看出，1#、2#加热炉的排烟温度明显高＞250℃,六、要因确认验证一、烟道结构不合理验证方法：检测排烟温度与设计温度对比分析、内部结构分析结构分析2#

加热炉内部烟管（1#加热炉结构相同）超导热烟管烟筒烟管在水套内对流换热5#烟道结构示意图确定加热炉热负荷计算公式为：Q——加热炉热负荷，kj/h;G——介质流量，m3/h；T2——介质出炉温度，K；T1——介质进炉温度，K；六、要因确认验证二、热负荷过载验证方法：计算加热炉热负荷与额定负荷对比编号含水%密度Kg/m3介质流量m3/h水比热kj/kg·k油比热kj/kg·k耗燃油量kg燃油发热值kj/kg热负荷kj额定负荷kj超载率（+）低负荷（-）%2#8929894.181.882264500063122866270000+15#65972924.181.8837845000102574996270000+634#45956524.181.882204500050725566270000-196#45927524.181.882204500049180136270000-20表6：运行加热炉热负荷表核算表分水器来油加热(5#加热炉)负荷超出额定负荷的63%，导致5#加热炉超载运行效率低。六、要因确认验证三、燃油系统压力不足验证方法：燃油系统提供压力与燃烧器喷油压力对比流程分析数据分析时间燃油泵燃油管线工作压力MPa燃油泵进口MPa燃油泵出口MPa干线压力MPa进口压力MPa2011.1.310.022.52.42.152.02011.2.280.022.42.32.252.02011.3.250.022.32.22.162.0平均0.022.42.32.202.0从工艺流程上可以看出：燃油罐内的油经过燃油泵提压后进入燃油系统。从数据表看出燃油系统提供的工作压力为2.0MPa＞0.8Mpa（喷油压力低限值）。六、要因确认验证四、盘管结垢验证方法：查看盘管压降数据与设计盘管压降数据进行对比项目壳程管程火筒烟管设计热负荷150万大卡操作介质水、蒸汽含水原油烟气火筒传热面积25.8m2额定流量m3/d/3600/烟管传热面积54.7m2工作压力MPa0.35≤4.00.02盘管表面积140.0m2设计压力MPa0.404.0-0.1排烟温度250℃水压试验MPa0.55.00.5热效率85%安全阀开启压力0.38MPa//盘管压降MPa≤0.05工作温度147进口45-50出口65-70250燃烧方式微正压燃气用量180Nm3/设计温度℃150150250设备质量20180kg腐蚀裕量mm122设备容积50.8m3壳体对接焊对接头系数筒体封头封头对筒体最大质量68000kg0.85容器类别二类表8：加热炉设计参数表时间3#加热炉4#加热炉安全阀动作次/月进口压力MPa出口压力MPa进口压力MPa出口压力MPa2011.10.460.180.460.16152011.20.420.210.450.20172011.30.430.220.410.1916平均0.450.200.450.1815表9：加热炉运行记录从加热炉运行记录中可以看出，加热炉盘管压降0.25＞0.05MPa。708090100邵洪俊崔霞王海燕封世英实践考试成绩理论考试成绩2010年加热炉岗位考核成绩条形图2010年标准化操作培训现场理论合格率100%实践合格率100%2010年培训效果分析六、要因确认验证五、工人素质低验证方法：查看岗位工人考核成绩六、要因确认结构分析验证六、风门调节方式不合理验证方法：手工调节风量的空气过剩系数是否合格手动风门调节把手αηα0空气过剩区空气不足区只有当空气过剩系数在合适的范围时，加热炉热效率在额定范围。确定空气过剩系数≤1.2结论：风门调节方式a平均值为1.75＞1.2,评价结果不合格计算过剩空气系数加热炉过剩空气系数公式1#炉方式：手动1.862#炉方式：手动1.653#炉方式：手动2.094#炉方式：手动1.415#炉方式：自动1.266#炉方式：自动1.21六、要因确认序号要因对策目标措施地点时间负责人1烟道结构不合理改造烟道结构1、增加传热面积10m22、提高传热系数30%3、排烟温度≤250℃由翅片式改造为烟管式加热炉2011.52加热炉热负荷高提高加热炉进口温度1、提高分水器来液进加热炉进口温度10℃2、加热炉热负荷在额定负荷的±20%以内。利用高温污水提高加热炉进口温度加热炉2011.53盘管结垢对盘管清洗除垢盘管压差≤0.05MPa化学清洗盘管内部、外部加热炉2011.64风门调节方式不合理改变风门调节方式1、空气过剩系数＜1.22、实现自动调节风门加装PID控制器根据烟气含氧量自动调节风门加热炉2011.6七、制定对策A:将1#、2#加热炉内部烟管结构由翅片式改造为烟管增加烟气烟气换热面积，提高换热系数。实施一：改造烟道结构，将翅片式改为烟管式八、对策实施C:3月20日开始分别对1#加热炉、2#加热炉烟管结构进行改造。首先对烟筒内进行了清灰。清灰除垢工作结束后开始在加热炉水套内安装26根长度为5米的DN50的烟管。改造前结构改造后结构B:确定需增加的换热面积：根据传热系数经验公式Nu=1.86×Re1/3×(di/L)1/3×(μ/μw)0.14Nu=α×L/λPr=Cp×μ/λRe=d×u×ρ/μ得出需换热面积S=20.27m2。为便于安装，采用26根长度为5米的DN50的烟管。八、对策实施1换热面积增加2倍改造前：烟管换热面积=3.14×0.05×0.8×16×4=8.0384(m2)改造后：烟管换热面积=3.14×0.05×5×26=20.41(m2)面积增加=20.41÷8.0384=2.53实施效果实施一效果：2总传热系数K提高实施效果经实际测试、换算，烟气侧传热系数由30W/m2·℃提高到40W/m2·℃。根据总传热系数K（单位：W/m2·℃）公式K=，K值提高了约32.9%。3排烟温度降低实施效果改造后，排烟温度≤250℃，加热炉效率提高了15%左右。烟道改造后，目标值达到！实施二：提高加热炉进口温度通过回收利用高温污水给xxxx来液预分水后低含水原油换热，提高高效分水器分水效果及热能利用率，换热后污水掺入103、104队来液，提高来液温度，降低加热炉进出口温差。八、对策实施实施二效果检查实施效果一A:来液进加热炉温度提高改造后，分水器来液进加热炉温度由31℃提高到55℃左右，进出口温差减少，热负荷降低。实施效果二八、对策实施B:加热炉热负荷降低由于实施来液提温改造，加热炉热负荷通过计算由原来的超负荷+63%降到-18%，根据《加热炉操作规程》规定，加热炉热负荷运行允许范围在±20%。提高加热炉进口温度，目标值达到！

分水器来油加热炉进口温度（℃）加热炉出口温度（℃）加热液量（t/d）进口含水%改造前3165250065改造后5570234053对盘管内部垢块，按照脱脂清洗、溶液化验分析、除油清洗、一次水冲洗、除垢清洗、二次水冲洗、钝化、调整恢复等步骤，根据各步的技术指标、相应时间依次进行。

在清洗过程中，为提高清洗效果，对加热炉盘管分成三组先后实施清洗。八、对策实施实施三：对加热炉盘管清洗除垢除垢配方及工艺参数一次水冲洗参数ATF-D27清洗剂A浊度≤500NTUBTF-D30清洗剂B流速≥0.3m/sCLAN-826缓蚀剂二次水冲洗参数DTF-U93硫化氢抑制剂A浊度≤500NTUE时间：根据化验情况而定B流速≥0.5m/s表15：清洗除垢相关参数加热炉冲洗过程八、对策实施实施三效果检查对加热炉盘管清洗除垢，目标值达到！时间3#加热炉4#加热炉安全阀动作/每月进口压力MPa出口压力MPa进口压力MPa出口压力MPa2011.30.460.180.460.16152011.40.420.210.450.20162011.50.430.220.410.19162011.60.220.180.280.2452011.070.230.180.260.2202011.080.220.180.260.220

6月21日，加热炉清洗工作结束后，QC小组成员对二首站综合日报表进行了查看。从上表可以看出，清洗前盘管进出口压差=0.2MPa，清洗后盘管进出口压差=0.04MPa＜0.05MPa，安全阀动作也由清洗前的每月16次降低到每月5次，直到无动作。八、对策实施实施四：改变风门调节方式A:安装PID控制系统利用已有的加热炉烟气含氧测试仪，加装简单的PID控制系统。措施含氧测试仪PID调节器加热炉O2氧量测量SPPVe

6月25日除2#以外的加热炉全部安装了PID控制器。为了控制过剩空气系数≤1.2，将烟气含氧量设定值为3%，设定偏差±0.1%，PID控制器输出PID规律改变风量。八、对策实施实施四：改变风门调节方式B:更换全自动燃烧器措施2#加热炉燃烧器配件损坏，由于配件厂家已停产无法维修，在上级相关业务部门的帮助下，4月21日对2#加热炉燃烧器进行了更换。根据二首站的燃油品质、工作环境等选择配型号为：百得BT250DSPN-D型重油燃烧器。比例调节系统调节器RWF40加热炉探针传送压力、温度信号SQM10伺服马达增大或减少空气量信号调节比例调节系统工作原理八、对策实施实施四效果检查炉号烟气成份含量(%)过量空气系数风量调节方式CO2

O2

CO检测结果评价结果1#19.213.50.00041.21合格自动调节2#10.372.90.00051.14合格自动调节3#13.722.80.00081.14合格自动调节4#19.73.10.0241.18合格自动调节5#15.53.40.17291.18合格自动调节6#13.62.90.00731.15合格自动调节表17：改造后空气过剩系数测试表7月3日小组成员对改造后的过剩空气系数进行了测试。改造后加热炉全部实现自动调节，过剩空气系数平均值为1.17＜1.2，烟气中的氧气含量在3%左右。对风门调节方式改造后，目标值达到！效果检查一：65％78％81％为检验是否达到了活动目标,小组成员将改造后的加热炉平均热效率与2010年同期热效率效率进行了对比

：热效率％7月8月9月平均2010年66.567.465.766.52011年79.8481.2581.7480.9目标实现了！九、效果检查效果检查二：1:经济效益A、月节约费用：加热炉效率从65%提高到81%，同等处理量下每天可节约燃油2吨，每吨按3000元计算，月节约燃料油费用为：2×3000×30=18（万元）由于燃油量减少