QCNPC 66-2002 石油化工工艺加热炉节能监测方法.pdf

Q / C N P C 中国石油天然气集团公司企业标准 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 石油化工工艺加热炉节能监测方法 Mo n i t o r i n g a n d t e s t i n g me t h o d - f o r e n e r g y c o n s e r v a t i o n o f h e a t i n g f u rna c e i n p e t r o c h e m i c a l p r o c e s s 2 0 0 2 一0 1 一 3 0 发布 2 0 0 2 一 0 6 一 0 1 实施 中国石油天然气集团公司发 布 Q/ C N P C 6 6 -2 0 0 2 目次 前 言 范 围 ， ⋯ 2 规范性引 用文件 ， ， ， ⋯ ⋯ 1 3 监测内容 ‘ ， ‘ ⋯⋯ 1 4 监测方法 1 - 4 4 4 ， ， ‘ ， 4 ， ， ， ， ⋯ 1 5 监测合格指标 ， 。 ， ， 一3 6 监测结果的 评价 ， ， ⋯⋯ 3 7 监测报告 ， ， ， ⋯ ⋯ 3 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 ⋯⋯ 1 4 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 前言 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。 本标准由石油工业节能专业标准化技术委员会提出 并归口。 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。 本标准主要起草人王广河 、孙宏伟、汤杰、李仁成、吴照云。 Q/ C NP C 6 6 -2 0 0 2 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 规范性引用文件 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。 G B / 1 3 4 8 6 评价企业合理用热技术导则 G B / r 1 3 3 3 8 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 账。 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 G B / 1 3 4 8 6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 2 h以上，且不存在隐患。 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。 1 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 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 时一 2 郝设一个测点。 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 卜L氧氮 一 一 4 . 5 . 1 . 3 4 . 5 . 2 4 . 5 . 3 4 . 5 . 4 4 . 5 . 5 4 . 5 . 5. 1 基准温度规定为巧. 6 1C。 燃料用空气组成 质量分数规 定为 2 3 . 2 0 6 ; 7 6 . 8 . 燃料发热量按 i B / 1 1 3 3 3 8的规定执行。 排烟温度取三次测量数据的算术平均值。 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。 炉体外表面温度取各 测点温度的算术平均值。 空气系数 空气系数a的 计算见式 1 0 2 9 0 2 x [ C 0 2 / 4 4 H 2 0W / 1 8 S 0 2 / 6 4 N 2 / 2 8 1 2 1 一02 L o 1 1 式 中 a 空气系数; 0 2 烟气氧含量， ; C 0 2 二氧化碳生成量，千克/ 子 克燃料; H 2 0 - 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; S 0 2 二氧化硫生成量， 千克/ 千 克燃料; N 2 氮生成量， 千克/ 千 克燃料; L } 理论空气量， 千克/ 千克燃料。 4 . 5 . 5 . 2 空气系数 a的计算表参见表B. 2 o 4 . 5 . 6 热效率 4 . 5 . 6 . 1 热效率的计算见式 2 、式 3 0 一一 ， [ 1 一 Q 2 Q 3 Q 5 I Q G I x 1 0 0 Q cQ a w H 。Q w Q , Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 式中 ， 热效率， ; Q 2 排烟损失热量，千焦/ 千克 燃料; Q 3 燃料化学不完全燃烧 损失热量， 千焦/ 千克燃料; Q S 散热损失热量，千焦/ 千 克燃料; Q G 单位燃料的总供给 能量， 千焦/ 千克燃 料; Q a w 燃料收到 基低发热量， 千焦/ 千 克燃料; H - - 燃料物理热， 千焦汗 克燃料; Q , 雾化蒸汽的 显热，千焦/ 千克 燃料; Q -燃烧用空气的显 热， 千焦/ 千克燃料。 4 . 5 . 6 . 2 热效率 ， 的 计算表参见表B . 7 a 5 监测合格指标 监测合格指标见表 t o 表 1 节能监测合格指标 监测结果的评价 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，监测单位应作出 能源浪费程度的 评价和提出改进意见。 7 监测报告 7 . 1 监测报告内容 监测报告包括下列内容 a 监测报告封面。 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 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 o 0 /CN P C6 6 一2 002 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 装置 炉名 炉 号 粥料组成分析数据表 监 测 日期 监测时间 序号 燃 料 油 低 发 热 量Q 豁 ， 千 焦 汗克 嫩 料一}}}一 密度 ， 吨 /ms一}一} 质 量 分 数 C 一}一 H {一 O 一一}一} N一一一}一}一} S 一} A 灰分 一} 氏 。}一一} 燃 料 气 低发热量 Q豁，千焦/ 千克燃料 体 积 分 数 践 C q 艾 〕 践 S C H 每 q 践 q践 q 线 几 氏 q HI 。 q 场 几 H1 2 几H l o q 从 总计 A . 2 燃烧数据表见表 A. 20 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 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 料 油 流量表读数 温度t ， ℃ 压 力 ， MR 流量B k g / h 燃 料 气 流量表读数 温度f y , r- 压力，MP a 流量 B z , k g / h 雾 化 燕 汽 流量，k g / h 流量表读数 温度 ‘， ℃ 压力，MP a 流量，k g 儿 耗量W，f 克拜 Aj然 料 空 气 温度t k , ℃ A . 3 烟气监测数据表见表 A. 3 o 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t o , . C 烟气分析 氧含量 体积分数 辐射顶 排烟 一氧化碳含量 体积分数 1 0 - 6 辐射顶 排烟 A .』 炉体表面温度监测数据表见表A . 4 o Q/ CN PC 6 6 -2 0 0 2 装置 炉名 炉 号 表 A . 4 炉体表面温度监测数据表 监测日期 环境温度 风速 监测时间 监测部位 温 度 ℃ 热流 目 / . “ h 温 度 ℃ 热流 k i / 而“ h 温 度 ℃ 热流 k j / m 2 “ h Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 附录B 资料性附录 计算用表格式 B. 1 燃料燃烧计算表见表B. 1 . 某男 十\帜 00洲 洲价价 1价，价| 卜闪9闪 闪的8 8工 1巴价1 寸的.11 的卜.11 价价行1 价阅11 到价工T 1021 1价.11 N户.Nl 甘闪巴1 9呀 6闰tl 灌 十\帜十 其攀 十\帜 R 感卜 翌 伟\似 其攀 ︸\帜 0’11 81 寸6，团 o }N } } }} l } }} }. } N }h { } 十\稼 其攀 十\祝 已 卜9。巴 叮州阶 价0.价 ，1.内 名.内 寸1仍 66囚 价T价 N6.2 协卜.囚 引 三 十\帜 ︺舞口阅绷 形袱本残毅窦毅 碑攀 十\帜 1.闰懈 1州.寸 1门.寸| 行N寸价 6嘴.11 [价-寸一 次.寸1 宋的[ 的卜.寸1 州寸娇1 寸卜.寸1 落.的1 阶卜廿1 甘091 寸叫卜1 昌9 9寸闪 01寸巴 ﹄帜 其篆 十\嫉 叫1峭刊| 心闭因01 拐的01| 哟乡昌1 价16价价 受冰寸寸 卜的内哟叶 1卜1峭寸 N峭卜们寸 66L哟寸 卜们价9寸 哟61卜叶 卜口甘卜寸 69︺0娇 叻的囚们1 90101 州洲00洲1 . bO 三 心-叭 伟吸嫉 0.沈1 0.叶1 1.囚价 091 要﹀︶T 0囚1 08囚 0.囚峭 10卜 1.2卜 19价 1.8叭 1.2廿 [呀寸 1.的囚 1.鼠 091 工t蕊 0胃 0寸寸 910闪 寸-阶 鸯 毫 i 口 1 工 一 O I 的二 {*I 卞 艺 巴 。叮口 2亡d 才J 。州工﹂ 澄口 日口 宕口 团舀 一出曰 的曰 O口 刀︺目 f 解暇 俗李岛 ︸簿如其篆 簇宾 绘宾 犷绘其 澳 Q/ C N P C 6 6 -2 0 0 2 B . 2 空气系数 a 计算表见表 B . 2 . 表B. 2 空气系数 a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 体积分数 干、湿基 Oz实测a 雾化蒸汽量 w 千克了 汗克燃料实测 二氧化碳生成量C Oz 千克/ 千克燃料 表B . 1 第1 1 项总计值 水生成量月2 0 千克2 千克燃料 表 B . 1第 1 3项总计值 二氧化硫生成量及 〕 2千克i 千克燃料表B . 1 第1 5 项总计值 氮生成量NZ千克/ 千克燃料表B . 1 第1 7 项总计值 理论空气量Lo千克厂「 克燃料表B. 1 第 9 项总计值 空气系数 〔 按4 . 5 . 5 . 1 计算 如果烟气中含氧量0 2 之值为干基值，则从O W之值为零; 如果 。 值为湿基值， 则用相应的H 2 0生 成量和W值。 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 B . 3 H _ Q w , Q ， 计算表见表B . 3 . 表B . 3 万 ， ‘ 燃 料 名 称 Q w “ Q ， 计算表 监 测 日期 燃料组分千克汗 克燃料C 人炉温度 ℃ 在人炉温度下的熔 千焦/ 千 克千焦/ 千克燃料 123456 燃 料 气 H 2 C C k C o H 2 S C H , C 2 H 6 C 2 H , C 3 H at y C 3 H s C 4 H j o C 4 H B gH i 2 QHio q N 2 燃 料 油 总计 H} - 雾化蒸汽 w二 t - N Iv n、 Q w 空气. L o t kQ 二 W 值见表B. 2 . b。 值见表B . 2 , L 。 见表B . 1 第9 项总计值。 见表B. 1 第 5 项。 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 B . 4排烟损失热量 Q 2 计算表见表B . 4 表B. 4 排烟损失热， 燃料名称 排 烟 温 度t o,. Q 计算表 监测 日 期 实测值 烟气组分 在烟气中的含量 千克/ fi. 克姗料 在温度e p , 时的 熔 千焦了千 克千焦/ 千克燃料 123 4 2 x3 峨 02 月2 0 N2 S 0 2 空气L o a 一1 雾化蒸汽 W 总计 Q2 注C 0 2 . 从O,从、S 0 2 在烟气中 含量分别为表B . 1 中第1 1 , 1 3 , 1 7 , 1 5 项的总计值;L 。 为表B . 1 中 第9项的总计值;a及W值均见表B. 2 . B . 5 燃料化学不完全燃烧损失 热量Q 3 计算表见表B . 5 . 表B . 5 燃料化学不完全姗烧损失热i Q 3 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 体积分数 C O 1 0 一 6实测 二氧化碳生成量C 02千克/ 千克燃料 表 B . 1 第 1 1 项总计值 氮生成量N2千克/ 千克燃料表 B . 1 第 1 7项总计值 二氧化硫生成量 及〕 2千克/ 千克嫌料表 B . 1 第 1 5项总计值 烟气中空气量 A 千克/ 千克燃料表B AL . a 一 1 化学不完全燃烧损失Q3 千焦汗二 克燃料 Q 3 一 0 . 3 5 X 臀 釜 * 臀 会“ C O Q/ C N P C 6 6 -2 0 0 2 B . 6 散热损失 Q s 计算表见表B . 6 o 表B . 6 散热损失Q ， 计算表 燃料名称 憔料用量 B 监 测 日期 k g / h 实测值 部位 弩 平均表面热流量“ 坷/ m z “ h 散失热量 k J / h 1 2 实测值 3 4 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l 表面2 表面3 表面4 表面5 总计 Q 1. 实测值或按下式计算 g 3 . 6 1 0 u 0 5 t b 一 t o 式中 9 表面热流量， k J / 时“ h ; u 环境风速，m/ s ; t 一炉体表面温度， ℃; t o 环境温度， ℃。 “ 散热损失按下式计算 Q s Q s / B 式中 Q S 散热损失， 千焦汗 克燃料; Q， 一- 一 总散失热量，k 1 / h ; B 一一 燃料流量，k g / h . Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 B . 7 热效率 ， 计算表见表B . 7 . 表B . 7 热效率”计算表 装 W 炉 号 监 测 日期 项目符号单位 数据来源或计算公式数值 燃料低发热量 燃料显热 雾化蒸汽显热 空气显热 供给能量 排烟损失 燃料化学不完全燃烧损失 散热损失 Q豁 H, Q w Q， QG Q 2 4 2 Q3 4 3 Q5 4 5 千焦/ 千克燃料 千焦夕千 克燃料 千焦/ 千克燃料 千焦/ 千克燃料 千焦/ 千克燃料 千焦/ 千克燃料 千焦/ 千克燃料 千焦厂「 克燃料 实测或表 B . 1 表 B . 3 表B. 3 表B. 3 Q G -Q L H , Q w Q , 表 B . 4 9 2 - Q2 / QG X 1 0 0 表 B . 5 4 3 - Q3 / Q G X 1 0 0 表B. 6 4 5 Q5 / QG X 1 0 0 反平衡法计算热效率 刀 ， [ 1 一 Q 2 Q 3 Q 5 / QG ] X 1 0 0 Q/ C N P C 6 6 -2 0 0 2 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 中国石油天然气集团公司 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 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 C. 2 监测报告签署页格式见图C . 2 o 监 测 通 知 号 1 . 监测日期 z . 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 图C. 2 监测报告签署页 Q / C NP C 6 6 -2 0 0 2 C . 3 监测结果分析与评价页格式见图C. 3 o 监测结果分析与评价 监测负责人 签字 监测单位 盖章 年月日 图C. 3 监测结果分析与评价页 Q / C N P C 6 6 -2 0 0 2 C . 4 监测结果汇总表格式见表C. 1 . 表 C. 1 监测结果汇总表 号戳 炉炉 企 业 装置 炉 名 监 侧 日期 项目符号单位设计值合格指标监测结果备注 生产负荷k g / 负荷率 燃料耗量 B k g / h 燃料低发热量Q豁k J / k g 雾化蒸汽用量 W 千克/ 千克燃料 排烟温度 t 砂 ℃ 烟气中氧含量 体积分数O 2 烟气中一氧化碳含量 体积分数 汇 1 O - 6 炉外表面温度t b ℃ 排烟损失9 2 化学不完全燃烧损失9 s 散热损失4 s 空气系数庄 热效率 甲