Энергосбережение в трубчатых печах нефтеперерабатывающих предприятий

Наименование:

 
доклад Энергосбережение в трубчатых печах нефтеперерабатывающих предприятий

Информация:

Тип работы: доклад. Добавлен: 29.04.13. Сдан: 2013. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):

 
ФГБОУ ВПО НИУ  «МЭИ» 
Кафедра ТМПУ 
  
  
  
  
  
Доклад по курсу: 
«Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях» 
на тему: 
«Энергосбережение в трубчатых печах нефтеперерабатывающих  предприятий» 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
Москва 2011 г. 
Оглавление 
  
  
  
  
  
  
 

Введение

Рациональное использование  топливно-энергетических ресурсов является одной из важнейших задач, стоящих перед экономикой нашей страны. 
Низкая по сравнению с зарубежными  странами эффективность использования  энергии в экономике РФ приводит к высоким издержкам общества на энергообеспечение, способствует нарушению устойчивого энергоснабжения страны, затрудняет сохранение энергетической безопасности страны. Постепенное истощение запасов органического топлива, усложнение условий добычи и транспортировки ТЭР, высокие затраты на ввод в действие новых энергетических объектов, большие, чем в других странах, затраты на обеспечение жизнедеятельности, рост цен на энергоносители, ухудшение экологической ситуации, усиление конкуренции на мировых рынках делают проблему рационального использования энергии в России все более острой [1]. 
В рамках данного доклада  рассмотрим основные направления энергосбережения в трубчатых печах нефтеперерабатывающих  предприятий, которые являются основным потребителем энергетических ресурсов в процессе переработки нефти.  
По данным ЦЭНЭФ для  Всемирного банка совокупный технический потенциал повышения энергоэффективности процессов добычи и переработки нефти оценивается в 5,7-8 млн т у.т., а возможная экономия  
энергии – на уровне 26-37% от всего объема потребления энергии при производстве нефтепродуктов. На долю процессов добычи, подготовки и переработки нефти приходится 34 млн т у.т. совокупного потребления энергии [2]. 
  
  
  
Нефтеперерабатывающий завод  —  промышленное предприятие, основной функцией которого является переработка нефти в бензин, авиационный керосин, мазут, дизельное топливо, смазочные масла, смазки, битумы, нефтяной кокс, сырьё для нефтехимии. Переработку нефти осуществляют в технологических установках: первичная переработка нефти (АТ – атмосферная перегонка, АВТ – атмосферно-вакуумная перегонка), каталитический риформинг, каталитический крекинг, гидроочистка, изоселектоформинг, депарафинизация, производство  битумов и др. Основным оборудованием установок являются: трубчатые печи, ректификационные колонны, теплообменные аппараты.  
Современные нефтеперерабатывающие  предприятия (НПП) являются одними из основных бюджетообразующих предприятий России. Общее число НПП в России - 24. Нефтеперерабатывающая промышленность является важным звеном единого топливно-энергетического комплекса страны, определяющим эффективность использования нефтяного сырья. Нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) - крупнейшие потребители топливно-энергетических ресурсов, в том числе котельно-печного топлива, тепловой и электрической энергии. Эффективность, рациональность их использования в процессах переработки нефти во многом определяются работой технологического оборудования завода. Однако технологические установки действующих нефтеперерабатывающих заводов, построенные в большинстве случаев более 40-50 лет назад, по уровню потребления энергоносителей в основном не отвечают современным требованиям. В настоящее время НПЗ России характеризуются повышенным уровнем энергопотребления - удельный расход энергоресурсов в 2-3 раза превышает зарубежные аналоги [3].  
В табл. 1 представлены удельные расходы топлива на единицу сырья  на примере одного из заводов России и на аналогичных зарубежных установках. 
  
  
  
Таблица 1

Характеристика  топливоиспользующих агрегатов  

 
Назначение  
Наименование агрегата 
Производительность агрегата, т/год 
Теплоутилизационное оборудование, 
 т-ра уходящих газов, °С 
 
кг у.т./т 

 
  
  
Трубчатые печи технологических установок являются основными потребителями топлива на предприятии. В печах в основном осуществляется нагрев сырья и полупродуктов до заданной температуры в змеевиковых трубчатых поверхностях. Кроме того, ряд печей предназначен для подогрева регенерирующего агента в процессе регенерации катализатора. Как правило, в виде топлива в трубчатых печах используется «жирный» газ, полученный в процессе переработки нефти, также используется мазут, как основное или резервное топливо при сжигании газа. 
  
  
 

Трубчатые печи: назначение, характеристики, теплообмен, показатели работы 

 
Трубчатая печь является аппаратом, предназначенным для передачи нагреваемому сырью тепла, выделяющегося при сжигании топлива, непосредственно в этом же аппарате. 
Большинство применяемых  трубчатых печей радиационно-конвективные. Они состоят из камеры, где сжигается топливо, и тепло к трубчатым сырьевым змеевикам передается, главным образом, излучением от пламени и раскаленных поверхностей огнеупорной футеровки, и конвекционные камеры, куда поступают продукты сгорания топлива из радиационной камеры. В камере конвекции тепло к сырью передается в основном конвекцией и частично излучением трехатомных компонентов газов [4].  
Нагреваемое углеводородное сырье проходит последовательно сначала по змеевикам камеры конвекции, а затем направляется в змеевики камеры радиации. При таком противоточном движении сырья и продуктов сгорания топлива наиболее полно используется тепло, полученное при его сжигании.  
Рассмотрим механизм процесса передачи тепла, протекающий  в печи, на примере печи типа ГН, состоящей из двух камер с настильным пламенем (Рис.1.).  
  
  
  
1 – топочная камера; 2 – средняя излучающая стенка, омываемая настильным пламенем; 3 – камера конвекции; 4 – трубы конвекционные; 5 – трубы радиационные. I – сырье (вход); II – сырье (выход); III – топливо и воздух. 
Рис.1. Схема двухкамерной вертикальной печи с настильным пламенем. 
  
Характерной особенностью этой печи является наклонное (на рисунке схематично) расположение горелок внизу печи, обеспечивающих соприкосновение факела с поверхностью огнеупорной стены, размещенной в середине радиационной камеры (рис.1).Соприкосновение факела с поверхностью стены обуславливает повышение его температуры; излучение происходит не только от факела, но и от раскаленной стены. Тепло, выделенное при сгорании топлива, расходуется на повышение температуры дымовых газов и частиц горящего топлива; последние раскаляются и образуют светящийся факел. 
Температура, размер и  конфигурация факела зависят от многих факторов и, в частности, от температуры  и количества воздуха, подаваемого  для горения топлива, способа  подвода воздуха, от конструкции  и нагрузки горелки, теплотворной способности топлива, расхода форсуночного пара на распыл мазута, величины радиационной поверхности (степени экранирования топки) и др. 
При повышении температуры  воздуха увеличивается температура  факела, повышается скорость горения  и сокращаются размеры факела. Размеры факела сокращаются и при увеличении (до известного предела) количества воздуха, поступающего в топку, так как избыток воздуха ускоряет процесс горения топлива. 
При недостаточном количестве воздуха факел получается растянутым, топливо полностью не сгорает, что приводит к потере тепла. Чрезмерное количество воздуха недопустимо вследствие повышенных потерь тепла с отходящими дымовыми газами и более интенсивного окисления (окалинообразования) поверхности нагрева. 
Во внутренней полости стен печей ряда конструкций размещается канал для подачи так называемого вторичного воздуха, позволяющий подводить необходимый для горения воздух по длине факела, что повышает температуру излучающей стенки и способствует более равномерной передаче тепла радиацией. 
В такой печи тепло  излучением передается от факела, излучающей стенки и трехатомных газов (двуокись углерода, водяной пар, диоксид серы), обладающих избирательной способностью поглощать и излучать лучи определенной длины волны. 
Часть лучей через пространство между трубами попадает на поверхность кладки, вдоль которой расположены эти трубы; эти лучи разогревают кладку, и она, в свою очередь, излучает; при этом часть энергии поглощается той частью поверхности труб, которая обращена к стенке кладки. 
Средняя излучающая стена с настильным пламенем, а также прочие стены кладки, у которых расположены трубы (экранированная часть кладки) или свободные от труб (неэкранированные), принято называть вторичными излучателями. 
Радиационные трубы получают тепло не только излучением, но также и от соприкосновения дымовых газов с поверхностью труб, имеющих более низкую температуру (теплопередача конвекцией). Из всего количества тепла, воспринятого радиационными трубами, значительная часть (85-90 %) передается излучением, остальное конвекцией. 
Наружная поверхность  труб в свою очередь излучает некоторое  количество тепла, т.е. имеет место  процесс взаимоизлучения, однако температура  поверхности труб вследствие непрерывного отвода тепла сырьем, проходящим через  трубы, значительно ниже температуры других источников излучения и поэтому в итоге взаимоизлучения поверхности радиационных труб передается необходимое количество тепла. 
В результате теплопередачи, осуществляемой в топочной камере, дымовые газы охлаждаются и поступают в камеру конвекции, где происходит их прямое соприкосновение с более холодной поверхностью конвекционных труб (вынужденная конвекция). 
В камере конвекции передача тепла осуществляется также и  за счет радиации трехатомных дымовых  газов и от излучения стенок кладки. Наибольшее количество тепла в камере конвекции передается путем конвекции; оно достигает 60-70 % общего количества тепла, воспринимаемого этими трубами. Передача тепла излучением от газов составляет 20-30 %; излучением стенок кладки конвекционной камеры передается в среднем около 10 % тепла. 
Основным фактором, определяющим эффективность передачи тепла конвекцией, является скорость движения дымовых  газов, поэтому при конструировании  трубчатых печей стремятся обеспечить ее наибольшее значение. Это достигается выбором минимально допустимого расстояния между осями труб. Однако, при повышении скорости дымовых газов в камере конвекции увеличивается сопротивление потоку газов, что и ограничивает выбор величины скорости. С другой стороны, сокращение числа труб в одном горизонтальном ряду приводит к увеличению высоты камеры конвекции. Это обстоятельство также предопределяет выбор допустимой скорости движения дымовых газов в камере конвекции. 
Существенным фактором, влияющим на эффективность передачи тепла, является способ размещения труб в камере конвекции. При расположении труб в шахматном порядке тепло передается эффективнее, чем при расположении коридорным способом, в связи с более интенсивной турбулентностью потока дымовых газов и лучшей обтекаемостью ими труб. При одинаковой скорости движения дымовых газов шахматное расположение труб обеспечивает более эффективную (на 20-30 %) передачу тепла по сравнению с коридорным. 
Уменьшение диаметра труб также способствует более интенсивной  передаче как за счет лучшей обтекаемости труб, так и в связи с возможностью более компактного их расположения, позволяющего создать более высокие скорости дымовых газов. Однако при уменьшении диаметра печных труб увеличивается скорость сырья и, следовательно, повышается сопротивление перемещению нагреваемого потока. 
Во избежание повышенного  сопротивления при применении печных труб меньшего диаметра, а также  для печей большой производительности движение сырья осуществляется двумя  или несколькими параллельными  потоками. 
Эффективность передачи тепла может быть повышена путем оребрения наружной поверхности конвекционных труб, так как в камере конвекции передача тепла сырью, проходящему через трубы, лимитируется в основном теплообменом со стороны дымовых газов и поэтому при оребрении увеличивается поверхность соприкосновения дымовых газов с трубами и обеспечивается передача большего количества тепла. 
Передача тепла конвекцией зависит и от температурного напора, т.е. от разности температур между дымовыми газами и нагреваемым сырьем. Обычно эта разность температур убывает в направлении движения дымовых газов, так как температура дымовых газов снижается на большую величину, чем при этом повышается температура сырья. 
При повышении температуры  сырья на один градус дымовые газы охлаждаются на пять-семь градусов. Наибольший температурный напор наблюдается при входе дымовых газов в камеру конвекции, а наименьший – при их выходе. По этой причине в направлении движения дымовых газов убывает и количество тепла, поглощаемого трубами. 
Доля тепла, передаваемого излучением в камере конвекции, значительно меньше, чем в камере радиации, как вследствие более низкой температуры газов, так и из-за меньшей толщины излучаемого газового потока. В камере конвекции эффективная толщина газового слоя предопределяется расстоянием между смежными рядами труб. Снижение температуры дымовых газов в направлении их движения, естественно, вызывает также и уменьшение передачи тепла излучением от них. 
Конвекционные трубы, расположенные  в первых рядах по ходу дымовых  газов, получают больше тепла, как за счет конвекции, так и излучения и поэтому в отдельных случаях их теплонапряженность может быть выше теплонапряженности радиационных труб [5]. 
В зависимости от специфики  и вида топлива применяют печи различных конструкций и параметров. Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности оснащены различными трубчатыми печами, предназначенными для огневого нагрева, испарения и перегрева жидких и газообразных сред, а также для проведения высокотемпературных термотехнологических и химических процессов. 
Трубчатые печи различаются  по их принадлежности – использование  в условиях определенной технологической  установки. Так, большая группа печей, применяемых в качестве нагревателей сырья, характеризуется температурами нагрева (300-500оС) углеводородных сред (установки АТ, АВТ, вторичная перегонка бензина, ГФУ). Другая группа печей одновременно с нагревом и перегревом сырья используется в качестве реакторов. Их рабочие условия отличаются параметрами высокотемпературного процесса деструкции углеводородного сырья и невысокой массовой скоростью (установки пиролиза, конверсии углеводородных газов и др.) [4]. 
Основными показателями, характеризующими работу трубчатой  печи, являются полезная тепловая нагрузка, теплонапряженность поверхности нагрева и топочного пространства, коэффициент полезного действия печи. 
Важнейшей характеристикой  печи является полезная тепловая нагрузка, т.е. количество тепла, воспринимаемого  сырьем в печи (кВт или кДж/ч). На ряде действующих нефтеперерабатывающих заводов эксплуатируются трубчатые печи с полезной тепловой нагрузкой от 10 до 20 МВт. На высокопроизводительных установках тепловая мощность печей составляет 50-80 МВт. 
Важным показателем, характеризующим  работу трубчатой печи, является теплонапряженность поверхности нагрева, или плотность теплового потока (Вт/м2), т.е. количество тепла, переданного через 1 м2 поверхности нагрева в единицу времени. 
Различают среднюю теплонапряженность труб всей печи, среднюю теплонапряженность радиационных и конвекционных труб, а также теплонапряженность отдельных участков труб (локальная). Величина тепловой напряженности поверхности нагрева характеризует, насколько эффективно передается тепло через поверхность нагрева всей печи или отдельных ее частей. Чем выше средняя теплонапряженность поверхности нагрева всей печи, тем меньше размеры печи, обеспечивающей передачу заданного количества тепла и, следовательно, тем меньше затраты на ее сооружение. 
Однако чрезмерно высокая теплонапряженность поверхности нагрева может нарушить нормальную работу печи и привести к прогару труб. 
Тепловая напряженность топочного  пространства характеризует количество тепла, выделяемого при сгорании топлива в единицу времени  в единице объема топки (Вт/м3). Эта величина, в известной мере, характеризует эффективность использования объема топки. Размеры топки трубчатых печей во многих случаях зависят не от величины допустимого удельного тепловыделения, а от конструктивных особенностей печи и допускаемой величины теплонапряженности поверхности нагрева радиационных труб. В трубчатых печах теплонапряженность топочного пространства обычно составляет 40-80 кВт/м3. 
Коэффициент полезного действия трубчатой  печи есть величина, характеризующая  полезно используемую часть тепла, выделенного при сгорании топлива. При полном сгорании топлива эта величина зависит главным образом от коэффициента избытка воздуха и температуры дымовых газов, выходящих из печи, а также от степени тепловой изоляции трубчатой печи. Снижение коэффициента избытка воздуха так же, как и понижение температуры отходящих дымовых газов, способствует повышению к.п.д. печи. При подсосе воздуха через неплотности кладки коэффициент избытка воздуха повышается, что приводит к снижению к.п.д. печи. Тепловой КПД современных трубчатых печей составляет 60-75%, а иногда 55% [5].

Основные направления  энергосбережения в трубчатых печах 

 
Основные причины потерь энергии в трубчатых печах  являются: работа печей с повышенными  коэффициентами расхода воздуха  на горение и большие присосы воздуха через неплотности ограждений печи; отсутствие утилизации теплоты уходящих газов, следствием чего являются высокие температуры уходящих газов tуг.. В результате, потери теплоты с уходящими газами на большинстве печей составляют 20-35%. При этом снижается тепловосприятие радиационной поверхности нагрева (увеличение ?т на 0,1 снижает количество тепловой энергии, передаваемой излучением, до 5%) и конвективной поверхности. Потери теплоты в окружающую среду через обмуровку при отсутствии изоляции  обычно составляют 5-8%.  
Эксплуатационно-неизбежные потери топлива представляют собой  те потери топлива (теплоты топлива), снижение которых при современном развитии техники нецелесообразно с технической и технико-экономической точек зрения. В качестве условий, характеризующих границы эксплуатационно-неизбежных потерь принимаются следующие: 

коэффициент расхода воздуха в уходящих газах (с учетом возможных присосов в печи) aуг=1,15; 
температура уходящих газов, исключающая сернокислотную коррозию хвостовых поверхностей теплоизоляционных устройств при работе на жидком топливе tуг=160 °C; 
доля топлива, расходуемого на компенсацию тепловых потерь в окружающую среду от наружных поверхностей ограждений печей (с учетом относительно высоких значений отношений объемов печей к площадям их наружных ограждений) – 1,0% от потребленного топлива. 

 
  
  
Можно выделить четыре основных направления энергосбережения в трубчатых печах нефтеперерабатывающей промышленности: 
1) Технологическое энергосбережение:  
- замена устаревших энергозатратных технологических печей современными, энергоэффективными;  
- четкое регламентирование качества сырья, реагентов и режимных параметров; 
2) Теплотехническое энергосбережение: 
 - увеличение КПД печей за счет оптимизации режимов сжигания топлива, совершенствования горелочных устройств, нанесения специальных покрытий на футеровку печи, позволяющих интенсифицировать теплообмен; использование теплоты уходящих газов для подогрева воздуха и выработки пара на собственные нужды предприятия; 
3) Энергетическое энергосбережение: 
 - когенерация электрической и тепловой энергии на НПЗ путем надстройки технологических печей газотурбинными установками; 
4) Организационно-технические мероприятия: 
- автоматизированное  управление процессом сжигания топлива в печах; 
- строгое соблюдение инструкций по эксплуатации печных агрегатов, оперативный лабораторный контроль состава получаемых продуктов.

Замена устаревших энергозатратных трубчатых печей современными

Наиболее распространенные сегодня – шатровые печи, построенные в 1930-1970 гг. Основные недостатки шатровых печей – низкий КПД, высокая металлоемкость, большая занимаемая площадь, устаревшие системы управления. Состояние этих печей зачастую таково, что КПД ниже проектного на 10% и более за счет неэффективного  использования пространства топки и плохой герметизации печи. К недостаткам печи можно также отнести подземные дымоходы, зачастую заполненные водой, откачка которой увеличивает время простоя установки. Поэтому, необходимо разрабатывать и реализовывать долговременную программу постепенной замены этих печей на современные с максимальным учетом технологических особенностей каждой установки. С середины 60-х годов в нефтеперерабатывающей промышленности проектируются и широко используются вертикальные трубчатые печи с горизонтальными, вертикальными, спиральными расположениями змеевика. КПД этих печей на 10-20% выше шатровых, а материалоемкость и занимаемая площадь значительно меньше. Однако, каждая печь имеет свои индивидуальные особенности (требования по гидравлическому сопротивлению змеевика, температуре потоков, задание на утилизацию тепла и т.п.). 
Таким образом, основными  путями развития проектирования и изготовления трубчатых печей нефтеперерабатываюбщей промышленности являются: 
- замена печей старых  конструкций (шатровых) современными  печами новой конструкции с  учетом оптимизации условий нагрева,  ремонтопригодости; 
- выбор узлов утилизации, обеспечивающих наиболее высокие  экономические показатели; 
- надземная прокладка  дымоходов [6].

Интенсификация  теплообмена

Нанесения покрытия с высокой степенью черноты. Теплообмен в печах при температуре выше 700оС осуществляется в основном радиацией. Интенсивность лучистого теплообмена между факелом или излучающими стенами и нагреваемыми трубами определяется законом Стефана-Больцмана. Приведенная степень черноты ?пр  зависит как от степени черноты факела и/или излучающей стены, так и от степени черноты тепловоспринимающих труб. Повышение степени черноты приводит к интенсификации теплообмена, и, следовательно, к экономии топлива. Исследования показывают, что с повышением температуры степень черноты всех огнеупорных материалов снижается до ?пр =0,5-0,7 в диапазоне температур 800-1000 оС. В то же время степень черноты специальных керамических покрытий на основе оксидов металлов возрастает с повышением температуры.  
Искусственное повышение  степени черноты открывает широкие  возможности интенсификации теплообмена, экономии топлива и повышения  КПД печи. Кроме того, покрытие увеличивает  механическую прочность огнеупоров, в частности, его стойкость абразивному износу, и увеличивает срок службы огнеупора в 2,5-5 раз. 
Температура наружной поверхности  топки обычно снижается на 3-7%. Вследствие увеличения производительности печи из-за улучшения теплообмена и сокращения времени нагрева экономия топлива может достигать 15-22%. [7] 
Турбулизация сырья - высокоэффективный способ, позволяющий интенсифицировать теплообмен в трубчатых печах. Турбулизация осуществляется закачкой в горячий сырьевой поток перед поступлением его в печь небольшого количества воды (0,4-0,5% на сырье). Испарение воды со значительным увеличением занимаемого ею объема приводит к резкому возрастанию скорости сырья в печи и турбулентности режима, исключается местный перегрев. По мере движения по трубам мазут начинает испаряться и теплообмен происходит в условиях пузырькового кипения, которое сопровождается резким увеличением паровой фазы. В этот период значительно возрастает склонность мазута к коксообразованию от перегрева его пристенной пленки, несмотря на увеличение скорости движения потока парожидкостной смеси. В пленке быстро растет концентрация термически нестойких соединений – асфальтенов, предшественников кокса. 
Ухудшение условий теплообмена  на участке испарения мазута определяет необходимость снижения теплонапряженности. С этой целью целесообразно увеличить диаметры труб змеевика и размещать их в подовом экране радиантной камеры. Внедрением указанного мероприятия в нагревательной печи АВТ удается снизить теплонапряженность в зоне испарения мазута до 11-17 кВт/м2 и обеспечить стабильную работу змеевиков без коксования [4,8].  
Промежуточный отбор паровой фазы. Анализ эксплуатации змеевиков нагревательных печей показал, что наиболее часто выходят из строя печные трубы в зоне начала участка испарения, где отложение кокса наиболее характерно. Проведенный анализ подтвердил возможность промежуточного отбора паровой фазы из змеевика нагревательной трубчатой печи. Оптимальная координата отбора паровой фазы из змеевика трубчатой печи определяется на основе математической модели по оптимизации работы трубчатой печи. По некоторым данным, путем отбора паровой фазы возможно увеличение производительности установки по сырью более чем на 10% [9]. 

Очистка теплообменных  поверхностей

Внутреннюю поверхность  печных труб очищают от отложений солей и кокса в основном тремя способами: механическим, паровоздушным и промывкой водой. Когда на установках прямой перегонки нефти отложения в печных трубах содержат большое количество солей и смолистых веществ, их удаляют промывкой горячей водой и продувкой водяным паром. Кокс из змеевиков печей на установках термического крекинга, пиролиза и других процессов удаляют механическим способом и паровоздушным выжигом [4]. 

Уменьшение коэффициента расхода воздуха

Большинство эксплуатируемых на предприятии печей отличаются очень высокими значениями коэффициента расхода воздуха a уходящих газов. Это приводит к большим потерям теплоты с уходящими газами, низким КПД печей и перерасходу топлива. Причины работы печей с повышенными значениями a следующие:

Подавляющее большинство печей не оснащено приборами для определения расходов дутьевого воздуха и топлива. Измерение расхода мазута связано с серьезными техническими трудностями, а определение расхода топливного газа сопряжено с большой погрешностью вследствие постоянного изменения его состава и теплотехнических свойств. Поэтому в настоящее время на практике наладка режима работы печей осуществляется лишь периодически с помощью переносных газоанализаторов по анализу состава уходящих газов. В этой ситуации персонал производит регулирование тепловой нагрузки печей за счет изменения расхода топлива, оставляя неизменным положение регулирующих органов на тракте дутьевого воздуха. Результатом являются завышенные величины a. Причем избыточный воздух, подаваемый непосредственно в горелку, в максимальной степени способствует снижению тепловой эффективности. 
Большие присосы холодного воздуха из окружающей среды в рабочие камеры печей также приводят к высоким a=1,9-3,0. На старых шатровых печах, работающих без дымососа, приходится поддерживать очень высокое разрежение в рабочих камерах, так как при снижении разрежения происходят пульсации давления в печах. Высокое разрежение способствует увеличению присосов воздуха в печь.

Уменьшения величины a до 1,25 – 1,35 (с учетом присосов) можно добиться путем оснащения печей дополнительными газоанализаторами, герметизацией, насколько это возможно, внешних ограждений печей и наладкой аэродинамического режима, обеспечивающего работу при небольшом положительном давлении.  
На одном из предприятий нефтеперерабатывающей промышленности были проведены расчёты,  в соответствии с которыми при оптимизации величины коэффициента расхода воздуха в печах возможная экономия топлива будет равна 25 170 т. у.т., что составляет 1,54% всего энергопотребления завода.

Совершенствование горелочных устройств

Важнейшим для оптимизации режимов сжигания топлива в печах является совершенствование горелочных устройств. В компании «Нефтехимэкология» была разработана горелка «ECO-FLAME». В конструкции горелки реализована идея рециркуляции продуктов сгорания, позволяющая уменьшить содержание подаваемого кислорода, снизить температуру пламени и сократить образование термических NOх без ухудшения режима процесса горения. Достоинствами горелки являются: снижение удельного расхода топливного газа на 10-15%, расширение диапазона регулирования производительности горелки; сокращение в 2-4 раза количества горелок, установленных в печи; обеспечение эффективного сжигания нефтезаводских горючих газов постоянного и изменяющегося во времени состава; увеличение коэффициента полезного действия печи на 7-10% за счет малого избытка воздуха на горение (?=1,05) [7]. 

Теплоизоляция ограждающих конструкций

Для снижения потерь теплоты  от наружного охлаждения, составляющие  5-10%, используют специальные теплоизоляционные материалы, повышающие герметичность печи. Использование футеровки из волокнистых огнеупорных материалов шамотных изделий (коэффициент теплопроводности ? = 0,06-0,7 Вт/мК) позволяет создать новые, легкие конструкции футеровок стен и сводов, являясь при этом и огнеупором и теплоизоляцией. Низкая теплопроводность позволяет уменьшать габариты печи за счет толщины футеровки, что в сочетании с низкой плотностью делает возможным в несколько (до 10) раз снизить массу футеровки печи. Аккумулируемая во время разогрева теплота, таким образом, уменьшается также в несколько раз. Резко сокращается время разогрева печи, позволяя экономить не только энергоресурсы, но и уменьшая непроизводительное время работы печи и обслуживающего персонала. Поэтому волокнистые материалы называют ещё малоинерционными. Особенно эффективно их применение в термических печах периодического действия, с постоянными колебаниями температуры печного пространства и в печах, работающих не в полную загрузку, в так называемом «рваном режиме» [4].

Использование теплоты уходящих газов для подогрева  воздуха и выработки пара на собственные  нужды предприятия

Одной из причин недостаточно высокой тепловой эффективности  ряда технологических печей является отсутствие у них системы утилизации теплоты отходящих газов. Следствием этого являются высокие температуры уходящих газов порядка 300-400оС, значительный уровень потерь с уходящими газами и невысокий КПД печей. 
Воздухоподогреватели. Эффективным методом повышения энергетической эффективности печей является регенеративный (за счет теплоты отходящих газов) подогрев дутьевого  
и т.д.................