工业炉监测企业标准A.docx
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工业炉监测企业标准A.docx
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工业炉监测企业标准A
中国石油天然气股份有限公司企业标准
Q/SY50—2002
石油化工工艺加热炉节能监测方法
Monitoringandtestingmethod
forenergyconservationofheatingfurnaceinpetrochemicalprocess
2002—05—30发布2002—07—31实施
中国石油天然气股份有限公司发布
Q/SY50—2002
目次
前言…………………………………………………………………………………………………………Ⅱ
1范围………………………………………………………………………………………………………1
2引用标准…………………………………………………………………………………………………1
3监测内容…………………………………………………………………………………………………1
4监测方法…………………………………………………………………………………………………1
5监测合格指标……………………………………………………………………………………………3
6监测结果的评价…………………………………………………………………………………………3
7监测报告…………………………………………………………………………………………………4
附录A(资料性附录)监测数据表格式…………………………………………………………………5
附录B(资料性附录)计算用表格式……………………………………………………………………8
附录C(规范性附录)监测报告格式……………………………………………………………………14
Ⅰ
Q/SY50—2002
前言
本标准对石油化工工艺加热炉提出节能监测方法,并给出了监测评价指标。
本标准的附录C为规范性附录,附录A和附录B为资料性附录。
本标准由中国石油天然气股份有限公司质量安全环保部提出。
本标准由中国石油天然气股份有限公司节能节水标准化直属工作组归口。
本标准起草单位:
石油化工节能技术监测中心、大庆石油学院。
本标准起草人:
王广河孙宏伟汤杰李仁成吴照云
Ⅱ
Q/SY50—2002
石油化工工艺加热炉节能监测方法
1范围
本标准提出了石油化工工艺加热炉的节能监测方法,并给出了监测合格指标。
本标准适用于石油化工企业燃用气体、液体燃料的工艺加热炉的节能监测。
2引用标准
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB3486评价企业合理用热技术导则
GB/T13338工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则
3监测内容
3.1检查项目
3.1.1企业应有负责工艺加热炉考核管理的部门和管理人员;
3.1.2企业应建立工艺加热炉的管理台帐;
3.1.3加热炉必需的计量仪表应完善并在检定周期内;
3.1.4企业应配备相关的常规监测仪表;
3.1.5工艺加热炉余热的回收利用应符合GB3486的规定。
3.2监测项目
监测项目包括:
——排烟温度;
——烟气中一氧化碳含量;
——炉体外表面温度;
——空气系数;
——热效率。
4监测方法
监测采用现场测取数据(包括用在线仪表和便携式仪表测取)与监测期间的统计数据相结合的方法进行。
4.1监测使用仪表要求
监测采用的在线仪表和便携式仪表应检定合格,并在检定周期内。
其精度不低于2.0级。
4.2监测准备
4.2.1明确监测任务;了解加热炉概况;确定测点布置;制定测试方案;准备测试仪表;落实安全措施。
4.2.2检查加热炉的工作状态,确认加热炉已稳定运行2h以上,且不存在隐患。
1
Q/SY50—2002
4.3测点布置
4.3.1燃料、雾化蒸汽流量、温度、压力测量点及燃料取样口应设在进燃烧器之前。
4.3.2燃烧用空气温度的测点
a)空气不预热时,应设在进燃烧器之前。
b)用自身热源预热空气时,应设在鼓风机前的冷风管线上。
c)用外界热源预热空气时,应设在预热器之后的热空气管线上。
4.3.3排烟温度测点应设在离开最后传热面处。
即在烟气余热回收段的烟气出口处;无烟气余热回收段时,则设在对流段烟气出口处。
4.3.4烟气中氧含量、一氧化碳含量取样口应设在辐射段出口及离开最后传热面处。
4.3.5炉体外表面温度测点应具有代表性,一般1~2m2设一个测点。
4.4监测
4.4.1监测期间,加热炉应始终保持处于稳定工况。
4.4.2所有监测项目,每小时测取一次,共测取三组数据。
4.4.3燃料的取样应与其它监测项目同步进行。
4.4.4使用附录A的监测数据表记录监测数据。
4.5计算方法及公式
4.5.1基准
4.5.1.1基准温度规定为15.6℃;
4.5.1.2燃料用空气组成(按质量百分数)规定为:
氧——23.2%,
氮——76.8%;
4.5.1.3燃料发热量按GB/T13338的规定执行;
4.5.2排烟温度取三次测量数据的算术平均值。
4.5.3烟气中一氧化碳含量取辐射段出口处三组监测数据算术平均值。
4.5.4炉体外表面温度取各测点温度的算术平均值。
4.5.5空气系数
4.5.5.1空气系数α计算见式
(1):
…………………
(1)
式中:
α——空气系数
O2——烟气氧含量,%;
CO2——二氧化碳生成量,千克/千克燃料;
H2O——液态水或汽生成量,千克/千克燃料;
W——雾化蒸汽量,千克/千克燃料;
SO2——二氧化硫生成量,千克/千克燃料;
N2——氮生成量,千克/千克燃料;
Lo——理论空气量,千克/千克燃料。
4.5.5.2空气系数α的计算见表B.2。
4.5.6热效率
2
4.5.6.1热效率计算见式
(2)、式(3):
Q/SY50—2002
=[1-(Q2+Q3+Q5)/Qg]×100%………………………………………
(2)
QG=Qardw+Hrx+Qw+Qwi………………………………………………(3)
式中:
——热效率,%;
Q2——排烟损失热量,千焦/千克燃料;
Q3——燃料化学不完全燃烧损失热量,千焦/千克燃料;
Q5——散热损失热量,千焦/千克燃料;
QG——单位燃料的总供给能量,千焦/千克燃料;
Qardw——燃料收到基低发热量,千焦/千克燃料;
Hrx——燃料物理热,千焦/千克燃料;
Qw——雾化蒸汽的显热,千焦/千克燃料;
Qwi——燃烧用空气的显热,千焦/千克燃料。
4.5.6.2热效率计算见附录B中B.7。
5监测合格指标
监测合格指标见表1。
表1节能监测合格指标
监测项目
一般加热炉
裂解炉
热负荷
MW
加工量
万吨/年.台
≤1
>1~6
>6~23
>23~35
>35
≤3
>3~6
>6
排烟温度
℃
≤200
≤200
≤190
≤180
≤160
≤180
≤170
≤160
烟气中一氧化碳含量
10-6
≤100
≤100
≤50
≤50
≤50
≤50
≤50
≤50
炉体外表面温度
℃
≤60
≤60
≤60
≤60
≤60
≤70
≤70
≤70
空气系数
≤1.4
≤1.35
≤1.3
≤1.25
≤1.2
≤1.25
≤1.2
≤1.15
热效率
%
≥70
>70~86
>86~88
>88~90
≥90
≥90
≥92
≥94
注:
烟气中一氧化碳含量、空气系数取辐射段出口处监测数据。
6
3
监测结果的评价
Q/SY50—2002
6.1本标准规定的工艺加热炉节能监测项目合格指标是监测合格的最低标准,监测单位应以此进行合格与不合格的评价。
全部监测指标和监测检查项目同时合格可视为“节能监测合格”。
6.2作出监测结果分析,对监测不合格者监测单位要作出能源浪费程度的评价和提出改进意见。
7监测报告
7.1监测报告包括下列内容
a)监测报告封面;
b)监测报告签署页;
c)监测结果分析与评价;
d)监测结果汇总表。
7.2监测报告格式
监测报告封面、签署页、监测结果分析与评价页及监测结果汇总表格式见附录C。
4
Q/SY50—2002
附录A
(资料性附录)
监测数据表格式
A.1燃料组成分析数据表见表A.1。
表A.1燃料组成分析数据表
装置:
炉名:
炉号:
监测日期:
监测时间
序号
低发热量,Qardw,kJ/kg
密度,ρ20
燃
C
组
H
料
成
O
%
N
油
S
(质)
A(灰分)
H2O
低发热量,Qdw,kJ/kg
H2
CO2
燃
CO
H2S
组
CH4
成
C2H6
料
%
C2H4
(体)
C3H8
C3H6
C4H10
气
C4H8
C5H12
C5H10
O2
N2
总计
5
Q/SY50—2002
A.2燃烧数据表见表A.2。
表A.2燃烧数据表
装置:
炉名:
炉号:
监测日期:
监测时间
序号
燃
流量表读数
料
温度,ty,℃
油
压力,MPa
流量,B1,kg/h
燃
流量表读数
料
温度,ty,℃
气
压力,MPa
流量,B2,kg/h
流量,kg/h
雾
流量表读数
化
温度,tw,℃
蒸
压力,MPa
汽
流量,kg/h
耗量,W,千克/千克燃料
空
温度,tk,℃
气
6
Q/SY50—2002
A.3烟气监测数据表见表A.3。
表A.3烟气监测数据表
装置:
炉名:
炉号:
监测日期:
监测时间
序号
排烟温度tpy,℃
烟气分析
氧含量%
(体)
辐射顶
排烟
一氧化碳含量
10-6(体)
辐射顶
排烟
A.4炉体表面温度监测数据表见表A.4。
表A.4炉体表面温度监测数据表
装置:
监测日期:
炉名:
环境温度:
炉号:
风速:
监测时间
监测部位
温度℃
热流kJ/m2.h
温度℃
热流kJ/m2.h
温度℃
热流kJ/m2.h
7
Q/SY50—2002
B.2空气系数α计算表见表B.2。
表B.2α计算表
燃料名称:
监测日期:
项目名称
符号
单位
数值来源或计算式
数值
烟气含氧量
O2
%(体)(干、湿基)
实测①
雾化蒸汽量
W
千克/千克燃料
实测
二氧化碳生成量
CO2
千克/千克燃料
表B.1第11项总计值
水生成量
H2O
千克/千克燃料
表B.1第13项总计值
二氧化硫生成量
SO2
千克/千克燃料
表B.1第15项总计值
氮生成量
N2
千克/千克燃料
表B.1第17项总计值
理论空气量
LO
千克/千克燃料
表B.1第9项总计值
空气系数
α
②
注:
①如果烟气中含氧量O2之值为干基,公式中(H2O+W)之值为零;如果O2值为湿基值,则用相应
的H2O生成量和W值。
②按4.5.5.1计算。
9
Q/SY50—2002
B.3Hrx、Qw、Qwi计算表见表B.3。
表B.3Hrx、Qw、Qwi计算表
燃料名称:
监测日期:
燃料
组分
千克/千克燃料
入炉温度
在入炉温度下的焓
℃
千焦/千克
千焦/千克燃料
1
2
3
4
5
6
表B.1第5项
实测
查图表
燃料气
H2
CO2
CO
H2S
CH4
C2H6
C2H4
C3H8
ty=
C3H6
C4H10
C4H8
C5H12
C5H10
O2
N2
燃料油
总计
Hrx=
雾化蒸汽
W=①
tw=Pw=MPa
Qw=
空气
αLO=②
tk=
Qwi=
注:
①W值见表B.2
②α值见表B.2,L0见表B.1第9项总计值
10
Q/SY50—2002
B.4排烟损失热量Q2计算表见表B.4。
表B.4Q2计算表
燃料名称:
监测日期:
排烟温度tpy=℃(实测值)
烟气组分
在烟气中的含量
在温度tpy时的焓
千克/千克燃料
千焦/千克
千焦/千克燃料
1
2①
3②
4
CO2
H2O
N2
SO2
空气
LO(α-1)=
雾化蒸汽
W=
总计
Q2=
注:
①CO2、H2O、N2、SO2在烟气中含量分别为表B.1中第11、13、17、15项的总计值;LO为表B.1中第9
项的总计值;α及W值均见表B.2。
②查图表。
B.5燃料化学不完全燃烧损失热量Q3计算表见表B.5。
表B.5Q3计算表
燃料名称:
监测日期:
项目名称
符号
单位
数据来源或计算式
数值
烟气中一氧化碳含量
CO
10-6(体)
实测
二氧化碳生成量
CO2
千克/千克燃料
表B.1第11项总计值
氮生成量
N2
千克/千克燃料
表B.1第17项总计值
二氧化硫生成量
SO2
千克/千克燃料
表B.1第15项总计值
烟气中空气量
A
千克/千克燃料
表B.4LO(α-1)
化学不完全燃烧损失
Q3
千焦/千克燃料
Q3=0.35×
11
Q/SY50—2002
B.6散热损失Q5计算表见表B.6。
表B.6Q5计算表
燃料名称:
监测日期:
燃料用量B=kg/h(实测值)
部位
表面积
平均表面热流量
散失热量
m2
kJ/m2·h
kJ/h
1
2
3
4
(实测值)
①
辐射段
表面1
表面2
表面3
表面4
表面5
对流段
表面1
表面2
表面3
表面4
表面5
空气预
热器段
表面1
表面2
表面3
表面4
表面5
总计
QSr= ②
注:
①实测值或按下式计算:
q=3.6(10+u0.5)(tb–t0)
式中:
q—表面热流量,kJ/m2h;
u—环境风速,m/s。
tb—炉体表面温度,℃;
t0—环境温度,℃。
②散热损失按下式计算
Q5=QSr/B
式中:
Q5—散热损失,千焦/千克燃料;
QSr—总散失热量,kJ/h;
B—燃料流量,kg/h。
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Q/SY50—2002
B.7热效率η计算表见表B.7。
表B.7η计算表
装置:
炉号:
监测日期:
项目
符号
单位
数据来源或计算公式
数值
燃料低发热值
Qardw
千焦/千克燃料
实测或表B.1
燃料显热
Hrx
千焦/千克燃料
表B.3
雾化蒸汽显热
Qw
千焦/千克燃料
表B.3
空气显热
Qwi
千焦/千克燃料
表B.3
供给能量
QG
千焦/千克燃料
QG=Qardw+Hrx+Qw+Qwi
排烟损失
Q2
千焦/千克燃料
表B.4
q2
%
q2=Q2/QG
燃料化学不完全燃烧损失
Q3
千焦/千克燃料
表B.5
q3
%
q3=Q3/QG
散热损失
Q5
千焦/千克燃料
表B.6
q5
%
q5=Q5/QG
反平衡法计算热效率
η
%
=[1-(Q2+Q3+Q5)/Qg]×100%
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Q/SY50—2002
附录C
(规范性附录)
监测报告格式
C.1监测报告封面格式见图C.1。
中国石油天然气股份有限公司
工艺加热炉节能监测报告
编号:
被监测单位:
监测单位:
监测日期:
图C.1监测报告封面
14
Q/SY50—2002
C.2监测报告签署页格式见图C.2。
监测通知号:
1.监测日期:
2.监测负责人:
3.参加监测人员:
4.化验单位:
5.报告编制人:
6.报告审核人:
7.报告审定人:
8.报告签发人:
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