加熱爐是靠燃料燃燒供給熱量的，在工業(yè)爐中，燃料不可能在化學(xué)平衡的空氣量（理論空氣量）下完全燃燒的，總是要在有一定過剩空氣量的條件下才能完全燃燒。燃燒所用實(shí)際空氣量與理論空氣量之比叫做過剩空氣系數(shù)α。一般煉油加熱爐正常的過剩空氣系數(shù)在燒氣時(shí)為α=1.05-1.15，燒油時(shí)為α=1.15-1.25。在實(shí)際操作中，如果過剩空氣量增加，排煙時(shí)大量的過剩空氣將熱量帶走排入大氣，使排煙損失增加，熱效率降低。由于過剩的空氣是在排煙溫度下排入大氣的，所以排煙溫度越高，過剩空氣帶走的熱量就越多，對熱效率的影響也就越大。圖12表示在不同排煙溫度下，過剩空氣系數(shù)α每增加0.1對熱效率下降值的影響。由此可見，降低過剩空氣系數(shù)可以有效地減少排煙損失，提高熱效率。

降低過剩空氣系數(shù)的辦法很多。首先是要選用性能良好的燃燒器，保證在較低的過剩空氣系數(shù)下完全燃燒；其次是在操作過程中管好三門一板（風(fēng)門、氣門、油門和煙囪擋板），確保管式爐在合理的過剩空氣系數(shù)下運(yùn)轉(zhuǎn)，既不讓過剩空氣量太大，也不因過剩空氣不夠而出現(xiàn)不完全燃燒；再者是應(yīng)做好管式爐的堵漏，因?yàn)闊捰凸苁綘t幾乎都是負(fù)壓操作的，如果看火門、人孔門、彎頭箱門等關(guān)閉不嚴(yán)或爐墻有泄漏之處，從這些地方漏入爐內(nèi)的空氣一般都不參與燃燒而白白帶走熱量。   圖12 過剩空氣系數(shù)對熱效率的影響

國內(nèi)目前焦化爐一般均在輻射室出口設(shè)置氧化鋯以監(jiān)測加熱爐過剩空氣量。正常操作時(shí)，氧化鋯指示的氧含量應(yīng)控制在3-4%之間。未投用余熱回收系統(tǒng)時(shí)，爐底氣動風(fēng)門應(yīng)打開，通過調(diào)節(jié)每個(gè)燃燒器的進(jìn)風(fēng)口處蝶閥調(diào)節(jié)空氣用量以控制煙氣中氧含量。投用余熱回收系統(tǒng)后，爐底氣動風(fēng)門應(yīng)處于全關(guān)位置，每個(gè)燃燒器的進(jìn)風(fēng)口處蝶閥及各支風(fēng)道上調(diào)節(jié)擋板應(yīng)盡量處于全開位置，其作用為各爐膛及各燃燒器進(jìn)風(fēng)量的微調(diào)，由空氣鼓風(fēng)機(jī)入口擋板開度或鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制煙氣中氧含量，這樣可保證所有風(fēng)道及空氣預(yù)熱器內(nèi)的空氣正壓均達(dá)到*小值，從而*大可能減少了空氣的泄露量，減少了熱量損失。開工初期氧含量可控制在6%以內(nèi)，以便能得到較好的火焰形狀，操作正常后應(yīng)緩慢降低到3%左右。

對于對流室加熱減壓渣油的焦化爐，過剩空氣系數(shù)的大小對減壓渣油出對流室溫度還有著不利的影響。表6為某廠焦化加熱爐在設(shè)計(jì)工況下不同過剩空氣系數(shù)的計(jì)算數(shù)據(jù)：

表6、過剩空氣系數(shù)對熱效率、減壓渣油出對流室溫度的影響

由上表可以看出，過剩空氣系數(shù)增加將導(dǎo)致對流減渣出爐溫度升高、加熱爐熱效率下降，加熱爐燃料消耗增加。當(dāng)過剩空氣系數(shù)超過1.45時(shí)，對流減渣出爐溫度將大大高于設(shè)計(jì)值，嚴(yán)重時(shí)可造成對流管管內(nèi)結(jié)焦，影響裝置正常生產(chǎn)。另外在較大的過剩空氣系數(shù)下操作還可造成煙氣中氧含量增加，從而加速爐管表面氧化爆皮，縮短爐管使用壽命。氧含量偏高時(shí)還使得煙氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的速度加快，在較低溫度下三氧化硫和煙氣中冷凝水生成硫酸，造成設(shè)備低溫部位的露點(diǎn)腐蝕。氧含量偏高時(shí)還使得煙氣中氧化氮生成量增加，使得加熱爐排放的有害污染物增加。基于以上種種原因，加熱爐采用大的過剩空氣系數(shù)操作是有百害而無一利的，操作中應(yīng)嚴(yán)格控制過剩空氣量。