焦化加熱爐所耗燃料的能耗約占焦化裝置（不含焦化富氣壓縮和下游單元）總能耗的70％左右，可見要實現(xiàn)節(jié)能增效之目標，必須首先提高焦化加熱爐的熱效率。國內(nèi)目前所有的焦化加熱爐均設置了余熱回收系統(tǒng)，利用出對流室的煙氣來預熱燃燒空氣，降低了*終的排煙溫度，設計熱效率一般均在90%以上。
余熱回收系統(tǒng)一般由空氣預熱器、風機、吸風口及煙風道組成，根據(jù)空氣預熱器布置位置可分為上置式和下置式兩種方案,見圖10和圖11。
圖10、上置式空氣預熱器 圖 11、下置式空氣預熱器
上置式方案將空氣預熱器設置在加熱爐對流室上部，出對流室熱煙氣直接進入空氣預熱器與空氣換熱，一般不考慮設置旁通煙道及煙氣引風機，冷煙氣由爐頂煙囪排入大氣，因此煙囪高度設計應考慮克服空氣預熱器內(nèi)的煙氣阻力。由于加熱爐煙囪高度受到結(jié)構(gòu)設計的限制，一般來說空氣預熱器內(nèi)的煙氣阻力應小于50~60Pa，這樣必然造成空氣預熱器內(nèi)煙氣流速不能過大，管排數(shù)也不能太多，不僅使得煙氣側(cè)傳熱系數(shù)較小，空氣預熱器的吸熱量的大小也受到限制。該種方案的優(yōu)點是占地面積小、投資較小，缺點是加熱爐爐頂結(jié)構(gòu)復雜，空氣預熱器及附屬設備維護難度大，當回收系統(tǒng)內(nèi)設備出現(xiàn)故障須進行維修時加熱爐必須停車，適用于小型焦化爐的熱量回收。
下置式方案將空氣預熱器設置在地面，出對流室熱煙氣經(jīng)下行熱煙道進入空氣預熱器與空氣換熱，出預熱器的冷煙氣由引風機經(jīng)冷煙道排入爐頂煙囪或位于地面的獨立煙囪，空氣則由鼓風機送入空氣預熱器與煙氣換熱，而后經(jīng)熱風道至燃燒器供燃燒使用。由于空氣預熱器內(nèi)空氣及煙氣側(cè)阻力均可以由風機來克服（一般可選擇1000~2000Pa），因此煙氣側(cè)阻力不受到煙囪抽力的限制，煙氣及空氣側(cè)均可以選擇較大的設計流速，從而強化了傳熱，減少了空氣預熱器的傳熱面積及設備投資，而且空氣預熱器的吸熱量也不會受到限制。該種方案的優(yōu)點是操作靈活，設備維修方便，焦化爐可獨立操作而不受回收系統(tǒng)限制，缺點是占地面積大、投資較多，適用于大型焦化爐的熱量回收。
余熱回收設備的類型較多，目前較為在焦化加熱爐上廣泛采用的有熱管式和列管式空氣預熱器。由于熱管式空氣預熱器可以在煙氣側(cè)和空氣側(cè)均采用擴大表面，從而大大提高了換熱效率，其應用也比列管式空氣預熱器更為普遍。
在燃料中含硫的情況下，確定加熱爐設計熱效率時要考慮露點腐蝕的問題。可（應）根據(jù)燃料中硫含量確定露點溫度，一般應保證尾部換熱面的*低金屬溫度比露點溫度高15-20℃為宜。避免空氣預熱器內(nèi)發(fā)生露點腐蝕一般有如下幾種措施：
?尾部換熱面采用耐低溫露點腐蝕的材料，如陶瓷管或耐低溫腐蝕鋼（ND鋼）。
?采用熱空氣循環(huán)方案提高空氣進空氣預熱器溫度，但該方案將增大空氣鼓風機能量消耗。
?采用冷空氣旁通方案減少進空氣預熱器空氣流量，從而提高煙氣出預熱器溫度，該方案*為簡單，但其代價是降低了加熱爐熱效率。
?采用其他熱源（如蒸汽）先將進空氣預熱器的空氣預熱。
以上幾種方案各有優(yōu)缺點，應根據(jù)裝置實際情況進行優(yōu)化選擇。
