加热炉监测标准及方法

工艺加热炉节能监测标准及方法中石油股份公司西北石化节能监测站

前言：随着我国国民经济的快速发展，能源短缺及水资源的节约、保护和科学利用，提高用能和用水效率，已成为国民经济和社会可持续发展的重要保证。节能监测作为推动节约能源的一种强制性手段，对于合理利用能源、提高经济效益，保证国民经济持续、稳定、协调发展具有重要意义。

一、节能监测的定义

所谓节能监测，是指由政府授权的节能监测机构，依据国家有关节约能源的法规（或行业、地方的规定）和技术标准，对能源利用状况进行监督、检测以及对浪费能源的行为提出处理意见等执法活动的总称。二、节能监测的目的

节能减排是国家发展经济的一项长远战略方针，节能主管部门委托节能监测机构对用能单位的能源利用状况进行监测的目的：

是为了加强国家对节约能源的宏观管理，监督有关节能法规的贯彻落实，促进节能降耗，提高经济效益，保证国民经济的可持续发展。

三、节能监测的作用

节能监测是政府推动能源合理利用的一项重要手段。节能监测通过设备测试、能质检验等技术手段，能够对用能单位的能源利用状况进行定量分析，依据国家有关能源法规和技术标准对用能单位的能源利用状况作出评价。对浪费能源的行为提出处理意见，加强了政府对用能单位合理利用能源的监督。

1、节能监测是一种技术监督手段。

节能监测机构的职责之一是定期向节能主管部门报告监测情况，提出有关建议，为节能主管部门提供用能单位能源利用状况的科学分析。

2、节能监测是一项执法活动。

国家为了制止低水平重复建设，促进生产工艺、装备和产品的升级换代，根据国家的有关法律、法规，已公布了多批淘汰产品目录。节能监测的一项重要任务就是贯彻政府法令，加强节能监测，能够使落后生产能力、落后工艺装备、落后产品的淘汰工作落到实处。

3、节能监测在节能技术监督中还体现政府的服务。

这种服务通过对用能单位的能源利用状况的定量分

析，能为用能单位提出节能潜力和措施，为用能单位

改进能源管理和开展节能技术改造提供科学依据。四、节能监测的方式1、由节能监测机构进行现场监测。2、由用能单位在监测机构的监督、指导下自检，经监测机构检验符合监测要求者，监测机构予以确认，并在此基础上进行评价和作出结论。五、节能监测的范围1、对重点耗能单位应定期进行综合节能监测；2、对一般企业、事业和其他用能单位，可进行单项节能监测。六、监测工作的形式：

分定期和不定期监测两种形式。1、定期监测也称计划监测特点是突出计划性，监测前提前通知被监测单位。

2、不定期监测也称临时监测特点是突出临时性，监测前不予通知被监测单位。不定期监测形式灵活、过程时间短。

七、监测工作的程序：

一般分为三个阶段：监测准备、监测实施和监测结果处理。

一、加热炉监测标准加热炉监测标准

（一）、监测执行标准

Q/SY50—2002石油化工工艺加热炉节能监测方法

（该标准于2010年重新修订，近期将颁布执行）

加热炉监测标准节能监测方法（标准）编制的主体思路本标准在编制中着力突出了“节能监测”的特点，体现节能监测的技术执法职能。在编制过程中，本标准既要区别于相关的管理标准、方法标准和行政法规，又要与相关的标准、行业法规相呼应和衔接。对监测项目和监测合格指标的确定，既要参照已颁布的相关标准，又要结合石油化工工艺加热炉的特点和现状，标准中确定的监测项目应能全面、真实地反应出工艺加热炉的整体运行状况，并能从中查找分析出工艺加热炉所存在的问题。

加热炉监测标准

在炼油化工装置中，加热炉加热的工质多为复杂混合物，而且加热过程中还伴随有化学反应，吸收热量、汽化率等很难准确计算。因此，在实际监测时不用正平衡法测定热效率。根据上述原则，参照工艺加热炉热平衡，本标准采取加热炉反平衡热效率测算方法，并确定了本标准的石油化工工艺加热炉节能监测项目。加热炉监测标准

(二)、基本概念1、加热炉节能监测方法特点

快速、准确、合理的反应加热炉运行状况。2、体系

通过热平衡对其进行热效率计算的对象，体系边界以外的物体均称为外界。加热炉监测标准3、低发热量

燃料的发热量是燃料定温完全燃烧时的热效应，即最大反应热。按燃料产物中水蒸汽所处的相态（液态还是气态），有高、低发热量之分。当燃料产物中的水蒸汽（包括燃料中所含水分生成的水蒸汽和燃料中氢燃烧时生成的水蒸汽）凝结为水时的反应热，叫高发热量。当燃料产物中的水蒸汽仍以气态存在时的反应热叫低发热量。

（本标准中加热炉热效率计算采用的是燃料的低发热量。）

加热炉监测标准4、显热

物质发生温度变化时所吸收或放出的热量。本标准中主要是指燃料、雾化蒸汽和空气显热。加热炉监测标准（三）、标准内容1范围2引用标准3监测内容4监测方法5监测合格指标6监测结果的评价7监测报告附录A（资料性附录）监测数据表格式附录B(资料性附录)计算用表格式附录C（规范性附录）监测报告格式

18加热炉监测标准

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。

1范围加热炉监测标准新修订的标准将范围修改为：本标准规定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燃料、液体燃料及气、液混烧的工艺加热炉的节能监测。本标准中的工艺加热炉包括：石油化工企业工艺加热炉、转化炉和裂解炉。加热炉监测标准

引用标准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

Q/SY1212—2009能源计量器具配备规范加热炉监测标准3监测内容

节能监测标准具有一定的监测技术执法职能，因此，本标准监测内容包含两项：3.1检查项目这项规定主要是针对工艺加热炉管理要求的。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、热效率五项监测项目。

加热炉监测标准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；(企业应建立健全工艺加热炉的管理体系，应有负责工艺加热炉考核管理的部门和管理人员，明确其职责。)

3.1.2企业应建立工艺加热炉的管理台帐；(企业应建立工艺加热炉的管理台帐，建立工艺加热炉的基础档案资料，做到“一炉一档”，建立完整的工艺加热炉运行记录。)加热炉监测标准a、加热炉管理台账应包括：全套图纸，故障、事故记录及原因分析报告，定期炉效监测、分析报告，维修检查记录；b、基础档案资料应包括：工艺加热炉基础设计资料，工艺加热炉操作规程及事故预案，检修、抢修、技术改造记录及竣工资料；c、运行记录应包括：工艺加热炉操作运行记录，工艺加热炉用燃料油、燃料气定期品质分析报告，燃料含硫量分析报告。3.1.3加热炉必需的计量仪表应完善并在检定周期内；(工艺加热炉必需的计量仪表应完善并在检定周期内，工艺加热炉的在线能源计量器具应符合Q/SY1212—2009《能源计量器具配备规范》的规定。)

加热炉监测标准3.1.4企业应配备相关的常规监测仪表；(企业应配备相关的常规监测仪表，工艺加热炉必须安装热电偶、负压表和在线氧含量分析仪，并定期检验，保证其正常使用，每台工艺加热炉应按规定设置烟气取样点。)3.1.5工艺加热炉余热的回收利用应符合GB3486的规定。(工艺加热炉余热的回收利用应符合GB3486《评价企业合理用热技术导则》的规定。)加热炉监测标准3.2

监测项目

烟气中一氧化碳含量

空气系数排烟温度加热炉热效率炉体外表面温度加热炉监测标准五项监测项目是根据反平衡热效率计算通式η=〔1-(q排烟+q不完全+q散热)〕×100%或η=100-（Q排烟+Q不完全+Q散热）而提出，可计算出各项热损失。加热炉监测标准a、排烟温度—现场测试排烟温度是衡量排烟损失大小的重要指标。工艺加热炉出炉烟气带走热量的大小要取决于出炉烟气量和烟气温度。出炉烟气量越大，烟气温度越高烟气带走的热量越多，排烟损失就越大，炉效率就越低。在热效率计算中，排烟损失对加热炉热效率的影响很大，所以排烟温度是衡量工艺加热炉热效率的重要指标之一，也是烟气余热回收在工艺加热炉的节能措施中占有重要地位。加热炉监测标准

b、烟气中一氧化碳含量—现场测试

或烟气采样分析

这是衡量不完全燃烧损失（也叫化学不完全燃烧损失）大小的重要指标，它分气体不完全燃烧和液体不完全燃烧，不完全燃烧损失的热量是由于烟气离开体系时含有可燃气体造成的，说明因空气量不足或燃料与空气混合不良，燃料燃烧不完全造成的。加热炉监测标准c、炉体外表面温度—现场测试

这是衡量散热损失大小的最重要指标，工艺加热炉散热损失主要是指通过炉保温衬里传导至炉体外表面而散发到炉子周围的热量。所以炉体外表面温度是判断分析工艺加热炉绝热保温效果的重要参数，该参数的监测也是对炉体采用绝热保温措施减少散热损失的重要依据。加热炉监测标准d、空气系数—计算是通过测试烟气氧含量计算而来，空气系数是考核加热炉运行优劣的重要指标之一，空气系数过大或过小都会造成燃料的浪费。空气系数过大，会因烟气量的增加，排烟损失增大，造成燃料浪费；空气系数过小，则会燃料燃烧不完全，也会造成燃料浪费。在炉用燃料不变的情况下，改善燃烧技术，适当降低空气系数是减少烟气量的有效途径。当烟气温度一定时，随空气系数的增加，排烟损失呈直线性增大。所以空气系数列为了需要监测指标。加热炉监测标准

e、热效率—计算正平衡法仅能求得炉子的热效率，但却不能借以研究和分析影响热效率的各种原因，以寻求提高热效率的途径。为此，实际监测时，通常是先测定求得炉子的各项热损失之后，反过来计算出热效率，这种方法称为反平衡法。即：η=〔1-(q排烟+q不完全+q散热)〕×100%或η=100-（Q排烟+Q不完全+Q散热）通过反平衡法，不仅能够确定炉子的热效率，而且可以进一步了解炉子各项热损失产生的原因，从而找出提高炉子热效率的方法。反平衡热效率计算，是反应加热炉运行状况的重要综合指标。加热炉监测标准加热炉监测标准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。加热炉监测标准5、监测设备监测测试使用的主要仪器仪表序号仪器仪表精度主要测试项目1燃烧效率分析仪0.5级排烟温度、CO、O2、燃烧效率等2辐射温度计1.0级表面温度（散热）3热流计0.7级表面散热4环境监测仪0.1级环境风速、温度5在线计量仪表2.0级燃料流量、压力、温度等6、监测数据的处理方法

根据监测所取得的各组测试数据，取算术平均值作为各监测项目的最终值和计算值。依据Q/SY50—2002《石油化工工艺加热炉节能监测方法》进行数据处理及相关计算。加热炉监测标准加热炉监测标准7、监测结果的评价方法

监测结果的评价方法依据Q/SY50—2002《石油化工工艺加热炉节能监测方法》的规定执行。全部监测指标同时合格，并且检查项目全部合格才能视为“节能监测合格”。二、实施监测的主要程序、步骤监测的主要程序、步骤（一）、监测前的准备工作１．首先制定节能监测方案，经有关部门讨论通过。２．为保证监测工作的顺利开展，监测机构成立监测小组，并确定总负责人。小组成员应明确监测任务、内容及要求。监测的主要程序、步骤３．监测机构要做好测试前的一切准备工作。如安全措施的落实、仪器仪表的调校及检验、记录表格的编制等