常減壓裝置加熱爐節(jié)能增效改造

延煒 李峰峰 席滿意

（中國(guó)石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

常減壓裝置加熱爐節(jié)能增效改造

延煒 李峰峰 席滿意

（中國(guó)石油蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

對(duì)中國(guó)石油蘭州石化分公司5.00Mt/a常減壓蒸餾裝置加熱爐節(jié)能增效改造，通過(guò)對(duì)對(duì)流室與熱管除灰系統(tǒng)、加熱爐煙道及燃燒器，改造后的加熱爐總體技術(shù)水平和主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)同類(lèi)裝置先進(jìn)水平，改造后兩爐熱效率提高2～3%，回收輕烴量增加0.2t/h，裝置可實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)。

常減壓蒸餾裝置 加熱爐 熱效率 改進(jìn)措施

中國(guó)石油蘭州石化分公司5.00Mt/a常減壓蒸餾裝置2003年建成投產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中，裝置兩具加熱爐排煙溫度偏高，加熱爐熱效率長(zhǎng)期不達(dá)標(biāo)，特別是自產(chǎn)低壓瓦斯去輕烴裝置回收后，常壓爐高壓瓦斯火嘴少，熱負(fù)荷不夠，自產(chǎn)低壓瓦斯只能少量進(jìn)入輕烴回收裝置，大部分仍作為燃料進(jìn)行燃燒，既不經(jīng)濟(jì)，又不環(huán)保；另一方面，大量自產(chǎn)瓦斯燃燒極易造成加熱爐燃燒不完全，產(chǎn)生的碳粒和燃料中的灰分等煙塵污染對(duì)流室爐管及熱管外表面，除灰不及時(shí)會(huì)造成對(duì)流室及熱管疏散型積灰沉積在煙氣余熱系統(tǒng)表面，影響傳熱，降低熱效率。

1　加熱爐余熱系統(tǒng)回收流程

加熱爐余熱系統(tǒng)是由供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)兩部分組成，如圖1所示。

此圖供風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)抽入空氣預(yù)熱器強(qiáng)制通風(fēng)，煙氣過(guò)空氣預(yù)熱器由引風(fēng)機(jī)抽入聯(lián)合煙道排大氣；在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)排煙溫度與過(guò)剩空氣系數(shù)是影響此爐熱效率的主要因素，通過(guò)改善設(shè)備與工藝管理措施來(lái)降低排煙損失，提高熱效率。

2　存在問(wèn)題及分析

（1）空氣預(yù)熱器是回收煙氣余熱的重要設(shè)備，排煙溫度的高低主要取決于空氣預(yù)熱器的工作能力，除灰系統(tǒng)不完善與露點(diǎn)腐蝕都會(huì)影響其熱效率。

（2）常壓爐為雙輻射室單對(duì)流室方箱爐，設(shè)計(jì)熱效率92%。裝置設(shè)計(jì)煙氣出對(duì)流室溫度為350℃，實(shí)際煙氣出對(duì)流室溫度為392℃，對(duì)流室取熱不足，使得排煙溫度最高時(shí)達(dá)235℃，加熱爐熱效率僅88.6%。

（3）減壓爐為方箱爐，設(shè)計(jì)熱效率92%。實(shí)際運(yùn)行中加熱爐排煙溫度為194℃，加熱爐熱效率為89.2%。裝置常壓爐共有18個(gè)火嘴，其中6個(gè)火嘴只能使用自產(chǎn)低壓瓦斯作燃料，若將自產(chǎn)低壓瓦斯大部分改至550萬(wàn)輕烴回收裝置，將導(dǎo)致常壓爐熱負(fù)荷不足，爐出口溫度無(wú)法滿足工藝要求。

圖1　加熱爐余熱系統(tǒng)圖

因此，需對(duì)加熱爐進(jìn)一步改造，提高空氣預(yù)熱器換熱效果，降低排煙溫度，提高加熱爐熱效率，以達(dá)到節(jié)約燃料，降低裝置能耗的目的；此外，將常壓爐低壓瓦斯火嘴，改為高低壓聯(lián)合火嘴，從而將自產(chǎn)瓦斯多改至輕烴回收裝置，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3　采取措施

預(yù)熱器部分：將人工定期除灰改為低頻聲波除灰器，增加除灰器的數(shù)量與頻率，徹底消除積灰死角，降低排煙溫度。管式爐正常的過(guò)剩空氣系數(shù)在燒氣時(shí)α=1.05～1.35。在實(shí)際運(yùn)行中，過(guò)剩空氣系數(shù)高，過(guò)剩空氣排入大氣帶走部分熱量，燃料消耗增加，極易造成不完全燃燒，進(jìn)一步降低熱效率；故應(yīng)控制瓦斯純度、壓力，提高操作人員技能水平，調(diào)整火嘴為齊火焰、短火苗，爐膛燃燒明亮。

常壓爐部分：在原預(yù)熱器煙氣進(jìn)口前部增加一臺(tái)擾流子，緊貼原熱管換熱器側(cè)壁增加一臺(tái)熱管換熱器，原預(yù)熱器除殼體利舊外，更換管板和熱管。在下行煙道上將煙道接口向上提高5.4m開(kāi)口。改造后，煙氣經(jīng)水平引出后，向下進(jìn)入擾流子，換熱后進(jìn)入熱管換熱器，溫度降低至140℃后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)。空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入并聯(lián)的新增熱管換熱器及原改造熱管換熱器，然后經(jīng)擾流子進(jìn)入常壓爐助燃。

減壓爐部分：在原預(yù)熱器空氣進(jìn)口前部增加一臺(tái)熱管換熱器，緊貼原熱管換熱器增加一臺(tái)熱管換熱器，對(duì)原預(yù)熱器除殼體利舊，更換全部管板和熱管。改造后，煙氣水平先進(jìn)入新增，換熱后進(jìn)入尾部熱管換熱器，煙氣溫度降低至140℃，后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)。空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入并聯(lián)的新增熱管換熱器及原改造熱管換熱器，然后經(jīng)擾流子進(jìn)入常壓爐助燃。

火嘴：將常壓爐6個(gè)低壓瓦斯火嘴更換為高低壓瓦斯聯(lián)合火嘴，使低壓瓦斯多進(jìn)入輕烴回收裝置時(shí)，這6個(gè)火嘴可使用高壓瓦斯作燃料，從而保證常壓爐熱負(fù)荷。

改造前后加熱爐排煙溫度及熱效率對(duì)比見(jiàn)表1。

改造后，常壓爐排煙溫度由185℃降低至138℃，熱效率由88.6%提高至91.6%；減壓爐排煙溫度由194℃降低至134℃，熱效率由89.2%提高至91.9%。較改造前常、減壓爐熱效率分別提高3.0%和2.7%。

此外，火嘴更換后，裝置初常頂?shù)蛪和咚箍啥喔闹凛p烴回收，從而多回收輕烴0.2t/h。

4　結(jié)語(yǔ)

表1　加熱爐改造前后排煙溫度及熱效率對(duì)比表:

（1）熱管空氣預(yù)熱器有著效率高、投資省、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，能更好的提高熱效率。（2）熱管長(zhǎng)周期、高效運(yùn)行，并不是排煙溫度越低越好，而是要在露點(diǎn)腐蝕和排煙溫度兩條界線間尋找一個(gè)最佳點(diǎn)。（3）工藝操作管理，提高操作人員業(yè)務(wù)素質(zhì)是提高熱效率的重要途徑。