att陶瓷涂層在石化企業(yè)加熱爐上的應用

1、att陶瓷涂層在石化企業(yè)加熱爐上的應用 摘要: 加強能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護，增強可持續(xù)發(fā)展能力是黨的十七大工作報告對所有國內企業(yè)提出的基本要求。開發(fā)和推廣節(jié)約、替代、循環(huán)利用和治理污染的先進適用技術，發(fā)展清潔能源和可再生能源，保護土地和水資源，建設科學合理的能源資源利用體系，提高能源資源利用效率是切實有力的措施保障。 加熱爐是石油化工龍頭裝置的關鍵設備，同時也是能耗大戶，它的能效比在很大程度上決定了整個生產(chǎn)流程的能效比水平。因此，加熱爐的傳熱效率對節(jié)約能源有著至關重要的作用。 關鍵詞: 陶瓷涂層 節(jié)能降耗 加熱爐 ATT陶瓷涂層技術 加熱爐是石油化工龍頭裝置的關鍵設備，而加熱爐的關鍵部位為

2、輻射室,其70%以上能量在輻射室里傳遞。熱能傳遞的3種基本方式為傳導、對流和輻射。當加熱爐爐膛內燃燒溫度超過300時，熱能傳遞的主要形式為熱輻射，約占熱能傳遞的90%以上。 為了阻止熱能向爐體外傳播，爐殼體均采用耐火隔熱的內襯材料，其黑度系數(shù)一般0.50.8，對紅外線的吸收、反射和輻射能力都比較弱。在加熱爐輻射室內，爐管一方面要接受燃料燃燒的直接輻射熱，另一方面也要接受爐襯反射的輻射熱，由爐襯傳遞給爐管的輻射熱占總供熱的60%左右。由此可見，增強爐內襯對爐管的有效輻射，提高爐管對輻射熱的吸收能力，可有效提高加熱爐的熱效率，達到降低燃料消耗的目的。 ATT陶瓷涂層技術在國內外石油化工、機械和冶金

3、等行業(yè)的應用已逾十余年，在節(jié)能、減排、延長設備使用壽命等方面，為企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效果。 ATT公司的陶瓷噴涂技術具有以下特點： 針對煉油、化工、發(fā)電（燃氣、燃油電廠）和冶金行業(yè)加熱爐輻射段爐管道的特點，引進國外先進成熟的陶瓷噴涂技術，并開發(fā)了特殊陶瓷涂層技術，使得加熱爐管的熱吸收能力達到最大化。 針對提高耐火襯層隔熱效果和熱反射能力開發(fā)的特殊陶瓷涂層，使得耐火襯層表面的熱發(fā)射率達到最大化,從而增加熱量的二次輻射，提高加熱爐輻射段的熱負荷。 具體特點如下： 大幅度的降低加熱爐的能耗； 提高加熱爐的熱負荷和爐管在輻射段的熱通量，從而提高了加熱爐的處理能力； 改善了加熱爐爐膛內部溫度的

4、均勻性，使得加熱爐內溫度均勻性、穩(wěn)定性提高50%； 降低了加熱爐爐膛內的溫度和加熱爐爐管表面的溫度，提高加熱爐爐管的冶金穩(wěn)定性，延遲爐管結焦，延長其使用壽命； 消除了加熱爐爐管的局部過熱點，使溫度分布更均勻； 降低了燃料消耗，減少了加熱爐污染物的產(chǎn)生達到污染物減排效果； 增強耐火爐襯的保溫隔熱特性，提高耐火爐襯表面的熱反射率及延長其使用壽命，加熱爐外壁溫度降低5%以上； 提高加熱爐升溫速度30%50%； 節(jié)能原理 高溫輻射能量波長大多數(shù)集中在15m波段,比如1000和1300時，分別有76%和85%的輻射能量集中在這一波段內，一般的耐火材料在這一波段的發(fā)射率很低，而ATT陶瓷涂層節(jié)能涂料在11

5、5m波譜范圍內都具有很高的發(fā)射率。 常溫下耐火材料的發(fā)射率一般為0.60.8，隨著爐溫的升高，會大幅度下降，高溫下只有0.40.5，而ATT陶瓷涂層節(jié)能涂料一直保持0.9以上的發(fā)射率。 根據(jù)基爾霍夫定律，材料的吸收率與發(fā)射率相等。當物體表面的發(fā)射率提高后，它的吸收熱量的能力也相應提高。由于在高溫條件下，熱量傳遞以輻射為主，當被加熱物體表面噴涂ATT陶瓷涂層后，極大提高了被加熱體吸收和發(fā)射熱量的能力，在同樣的加熱條件下，由于傳熱能力的提高，必將大大提高熱能的利用效率，從而達到節(jié)能的目的。 熱輻射投入到固體表面后，在一個極短的距離內就被吸收完畢，對于金屬導體，這一距離只有1微米的數(shù)量級，因此可以熱

6、輻射在固體表面上只發(fā)生反射、吸收，而不發(fā)生穿透。熱量反射與吸收的比例和為1，即固體吸收能力越大，反射能力越小。 固體的發(fā)射率是指實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值，習慣上也稱為黑度。物體表面的發(fā)射率取決于物質種類、表面溫度和表面狀況，即只與發(fā)射輻射的物體本身有關，而不涉及外界條件。 在熱輻射分析中，把光譜吸收比與波長無關的物體稱為灰體。工業(yè)上通常遇到的熱輻射，其主要波長區(qū)段位于紅外線范圍內，在此范圍內把大多數(shù)工程材料當作灰體處理引起的誤差還是可以允許的。對于灰體，其吸收比為一常數(shù)，對于輻射表面具有漫射特性的灰體，無論投入輻射是否來自黑體，或是否處于熱平衡狀態(tài)，其吸收比恒等于同溫度下的發(fā)

7、射率（黑度）；發(fā)射率與吸收比都是溫度的函數(shù)，發(fā)射率基本上與輻射物體的溫度的四次方成正比。 針對此陶瓷涂層技術，在其技術特點中有關能量吸收與反射率的提高即通過噴涂陶瓷材料涂層改變了輻射受熱面表面的狀況，假設此陶瓷材料表面為一漫射特性的灰體表面，則此技術提高耐火襯層表面的發(fā)射率，即增加了耐火襯的向爐膛輻射的熱量，從而增加了二次輻射強度；在工藝管表面上，發(fā)射率的增加也意味著吸收比的增加，即在同溫度下提高了受熱面表面的熱量吸收。 應用方法 ATT陶瓷涂層主要分兩類，一類噴涂在耐火襯里的表面，一類噴涂在爐管的表面。 襯里表面噴涂：噴涂前，需對耐火襯里材料表面進行修補、清灰處理。處理完畢后，在襯里表面噴涂

8、加熱爐防火內襯反射陶瓷涂層0.2mm左右，晾干期為24小時。 爐管表面噴涂：爐管在噴涂前進行噴砂、除銹。用石英砂利用78KG左右的壓力把爐管表面的氧化物、燃料燃燒后形成的垢等除掉，使爐管露出金屬表面。之后在爐管表面噴涂爐管輻射陶瓷涂層0.1mm左右，晾干期為24小時。固化步驟為以1030/h升溫速度升溫到300保持三小時，即可正常升溫。 應用案例 中國石油大港石化公司第四聯(lián)合車間四合一重整爐和第一聯(lián)合車間常減壓爐在2011年3月檢修期間對襯里和爐管進行了ATT陶瓷涂層施工。加熱爐運行穩(wěn)定1個月后，取得的效果如下： 燃料消耗量下降 表1：常減壓爐、四合一重整爐噴涂前后爐膛溫度對比（） 從表1中可

9、以看出，施工前后爐膛溫度均有明顯下降。下降如下： 、常壓爐由750下降到714，下降36 、減壓爐由710下降到699，下降11 、四合一重整爐由708下降到688，下降20 排煙溫度下降 表2：常減壓爐、四合一重整爐噴涂前后排煙溫度對比（） 燃料消耗量下降 表3：常減壓爐、四合一重整爐噴涂前后能耗對比（m3h） 從表3看出： 常壓爐燃料氣消耗量由2874m3/h下降到2729m3/h，下降了140m3/h。下降比例為4.87% 減壓爐燃料氣消耗量由2650m3/h下降到2508m3/h，下降了142m3/h。下降比例為5.3% 四合一重整爐燃料氣消耗量由2427m3/h下降到2342m3/h，下降了85m3/h，下降比例為3.5% 爐外壁溫度下降 施工圖片（見圖一圖三） 圖一：四合一重整爐噴砂前圖片 圖二：四合一重整爐噴砂后照片 圖三：四合一重整爐噴涂后照片 結語 ATT陶瓷涂層技術在國內外的應用實例證明，它可以最大化地提高煉油、冶金廠和化工廠加熱爐管道的吸收負荷能力和耐火爐