一种电加热炉系统及原料油加热方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电加热炉系统及原料油加热方法，包括第一组电加热炉，第一组电加热炉由依次并联的第一电加热炉、第二电加热炉和第三电加热炉组成，所述电加热炉内均设有第一电加热元件；所述第一组电加热炉连接第二组电加热炉，第二组电加热炉由依次并联的第四电加热炉和第五电加热炉组成，所述电加热炉内均设有第二电加热元件；所述第二组电加热炉通过管道连接到第六电加热炉，所述第六电加热炉内设有第三电加热元件，所述电加热元件与电力控制系统相连接。本发明专利技术通过改变加热炉用能形式，调整加热炉系统结构，解决加热炉运行中原料油易发生结焦及加热温度控制不均的技术问题。易发生结焦及加热温度控制不均的技术问题。易发生结焦及加热温度控制不均的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电加热炉系统及原料油加热方法


[0001]本专利技术属于加热炉
，具体涉及一种电加热炉系统及原料油加热方法。

技术介绍

[0002]随着环保法规的日益严格，炼化企业用能逐渐清洁化、低碳化，加热炉是炼化企业的主要耗能设备，其燃料消耗占企业能耗的50％左右，二氧化碳排放量占炼化企业碳排放的1/3左右，是企业的能耗、污染物和碳排放大户。
[0003]目前，炼化加热炉热效率大多在92％左右，进一步提升热效率存在较大的难度。同时，国家标准“石油炼制工业污染物排放标准”规定，工艺加热炉NO
x
排放不大于150mg/m3，特别地区排放值不大于 100mg/m3，加热炉发展趋势逐步向超低排放迈进。另外，传统加热炉采用火焰燃烧和炉管的管径变化来实现工艺介质的加热，由于燃烧火焰形状、高度和强度难以准确掌控，工艺介质加热过程无法实现精确控制。基于上述原因，传统加热炉的提升和发展在政策和技术上都受到了严重制约。
[0004]因此，从节能、降碳、环保角度出发，开发新型电能加热炉系统，改变加热炉用能，进一步提升加热炉热效率，实现加热炉的零污染排放和加热过程的精细化控制，具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电加热炉系统及原料油加热方法，通过改变加热炉用能形式，调整加热炉系统结构，解决加热炉运行中原料油易发生结焦及加热温度控制不均的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种电加热炉系统，包括第一组电加热炉和第一电力控制系统，所述第一组电加热炉由依次并联的第一电加热炉、第二电加热炉和第三电加热炉组成，所述第一电加热炉、第二电加热炉和第三电加热炉内均设有第一电加热元件；所述第一电力控制系统通过导线与所述第一电加热元件连接；
[0008]所述第一组电加热炉通过管道连接第二组电加热炉，所述第二组电加热炉由依次并联的第四电加热炉和第五电加热炉组成，所述第四电加热炉和第五电加热炉内均设有第二电加热元件，所述第二电加热元件通过导线与第二电力控制系统相连接；
[0009]所述第二组电加热炉通过管道连接到第三组电加热炉，所述第三组电加热炉由第六电加热炉及第三电力控制系统组成，所述第六电加热炉内设有第三电加热元件，所述第三电加热元件通过导线与所述第三电力控制系统相连接。
[0010]优选的，所述电加热炉和电加热元件耐压范围为5
‑
15MPa，耐温范围为400
‑
1000℃。
[0011]优选的，所述电加热元件为电阻式加热管或电磁式加热管中的一种或两种；所述电力控制系统为模糊控制、动态矩阵控制、神经网络控制、PID调节控制、人工智能控制技术
中的一种或多种。
[0012]优选的，所述第一电加热元件的功率为2
‑
4MW，所述第二电加热元件的功率为1.5
‑
3MW，所述第三电加热元件的功率为1
‑
2MW。
[0013]本专利技术还保护一种利用上述电加热炉系统进行原料油加热的方法，包括以下步骤：
[0014](1)原料油分成三路通过管道分别进入第一电加热炉、第二电加热炉和第三电加热炉，第一电力控制系统通过控制第一电加热元件对原料油进行加热，加热至一定温度后从第一电加热炉、第二电加热炉、第三电加热炉中引出；
[0015](2)从第一组电加热炉中出来的原料油合并后分成两路通过管道分别进入第四电加热炉、第五电加热炉，第二电力控制系统通过控制第二电加热元件再次对原料油进行加热，加热至一定温度后从第四电加热炉和第五电加热炉引出；
[0016](3)从第二组电加热炉中出来的原料油合并后通过管道进入第六电加热炉，第三电力控制系统通过控制第三电加热元件再次对原料油进行加热，加热至目标温度，完成加热过程后原料油从第六电加热炉引出。
[0017]优选的，步骤(1)中所述原料油进入电加热炉前的温度为 280
‑
300℃，引出电加热炉的温度为380
‑
400℃。
[0018]优选的，步骤(2)中原料油引出电加热炉的温度为430
‑
450℃。
[0019]优选的，步骤(3)中所述原料油引出电加热炉的温度为480
‑
500℃。
[0020]优选的，所述原料为减压渣油、常压渣油中的一种。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0022](1)本专利技术提供的电加热炉系统，可根据工艺介质特性，实现加热过程的精确控制。传统加热炉采用火焰燃烧方式和炉管的管径变化来实现工艺介质的加热，由于燃烧火焰形状、高度和强度难以控制，传统加热炉工艺介质加热温度难以实现精确控制，加热过程较为粗放。本专利技术的电加热炉系统及其运行方法，通过工艺介质的分组和分路加热，控制调节加热元件的功率，实现分段、分区间的精确加热，达到工艺介质精细加热的目的。
[0023](2)本专利技术提供的原料油加热方法，通过精确控制易结焦温度区间(400～450℃、450～500℃)的加热功率，以及将原料油合理地进行分路加热，在第一段加热处设置3个电加热炉，同时限定其加热的最高温度为400℃，保证了电加热元件不会加热至过高的加热温度，从而使原料油受热均匀，随后进入第二段加热；由于进入第二段电加热炉的原料油已经有一定的初始温度，并且第二段的加热温度限定在400
‑
450℃，所以第二段电加热炉设置为2个，即保证了加热效率，又控制了成本；最后原料油进入第三段加热炉，第三段电加热炉设置两组电加热元件，并且在同一个电加热炉内，既保证了加热效率，又减少了原料油流经多个管道汇合时热量的损失，保证了加热温度的精细控制。本专利技术提供的电加热系统，合理地设置进行分段加热，并在不同加热段设置具体的电加热炉及电加热元件，保证了原料油在电加热炉内的受热均匀，有效延缓了工艺介质结焦，可以保障加热炉运行一个检修周期(4～5年)以上，保障了加热炉的长周期高效运行。
[0024](3)本专利技术提供的电加热炉系统，无CO2、NO
x
等污染物排出，可实现加热炉零污染运行。常规工艺中，燃料气与空气直接接触燃烧，会产生热力型NO
x
、快速型NO
x
，排出的烟气中含有大量的CO2和一定量的NO
x
。本专利技术较佳实施例中采用电加热的方式，无CO2、NO
x
产生。故
本专利技术工艺方法无CO2、NO
x
等污染物排出，可实现加热炉零污染运行；同时，传统加热炉热效率难以突破95％以上，本专利技术的电加热炉系统，热损失仅为加热炉壁面散热损失，与传统加热炉相比、无排烟损失和不完全燃烧损失，加热炉热效率有效提升，达到98％以上。
附图说明
[0025]图1是本专利技术电加热炉系统的结构示意图。
[0026]其中，1、第一电加热炉；2、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电加热炉系统，其特征在于，包括第一组电加热炉和第一电力控制系统，所述第一组电加热炉由依次并联的第一电加热炉(1)、第二电加热炉(2)和第三电加热炉(3)组成，所述第一电加热炉(1)、第二电加热炉(2)和第三电加热炉(3)内均设有第一电加热元件(4)；所述第一电力控制系统(5)通过导线与所述第一电加热元件(4)连接；所述第一组电加热炉通过管道连接第二组电加热炉，所述第二组电加热炉由依次并联的第四电加热炉(6)和第五电加热炉(7)组成，所述第四电加热炉(6)和第五电加热炉(7)内均设有第二电加热元件(8)，所述第二电加热元件通过导线与第二电力控制系统(9)相连接；所述第二组电加热炉通过管道连接到第三组电加热炉，所述第三组电加热炉由第六电加热炉(10)及第三电力控制系统(12)组成，所述第六电加热炉(10)内设有第三电加热元件(11)，所述第三电加热元件(11)通过导线与所述第三电力控制系统(12)相连接。2.根据权利要求1所述的电加热炉系统，其特征在于，所述电加热炉和电加热元件耐压范围为5
‑
15MPa，耐温范围为400
‑
1000℃。3.根据权利要求1所述的电加热炉系统，其特征在于，所述电加热元件为电阻式加热管或电磁式加热管中的一种或两种；所述电力控制系统为模糊控制、动态矩阵控制、神经网络控制、PID调节控制、人工智能控制技术中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的电加热炉系统，其特征在于，所述第一电加热元件的功率为2
‑
4MW，所述第二电加热元件的功率为1.5
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玖重，孙志钦，王恒博，周天宇，郜建松，张婧帆，苏耀伦，李晓睿，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：