加熱爐配風(fēng)優(yōu)化調(diào)試

楊健 賈中輝（中國石油大港石化公司）

加熱爐配風(fēng)優(yōu)化調(diào)試

楊健 賈中輝（中國石油大港石化公司）

針對加熱爐原有燃燒控制方案存在問題，依據(jù)加熱爐理論配風(fēng)量進行優(yōu)化調(diào)試，保持加熱爐各火嘴在接近理論配風(fēng)量下安全燃燒，從而改善了加熱爐的燃燒效果。實際優(yōu)化調(diào)試表明，可以提高加熱爐效率0.34%，降低氮氧化合物排放44.22%，同時一定程度上降低電耗，在節(jié)能、減排方面均具有較好效果，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益及環(huán)境效益。

理論配風(fēng)；熱效率；氮氧化合物；調(diào)試

引言

在煉油企業(yè)中，加熱爐是重要的耗能設(shè)備，也是氮氧化物等污染物排放的主要設(shè)備。隨著國家對節(jié)能減排工作力度的逐步加大，企業(yè)在節(jié)能減排方面面臨的壓力也越來越大。因此，對加熱爐等主要耗能和污染物排放設(shè)備的節(jié)能減排工作也越來越重視[1]。

在提高加熱爐熱效率、降低氮氧化合物排放方面，國內(nèi)進行了多項研究和探索。例如采用高效、低過剩空氣系數(shù)、低NOX、低噪聲的燃燒器，降低過剩空氣系數(shù)，減少NOX排放；通過對燃料進行脫硫處理，便于降低排煙溫度；采用輕質(zhì)澆注料和致密陶纖輻射室襯里以及襯里表面噴涂節(jié)能涂料的方法，降低爐體表面散熱損失；通過更換看門孔、防爆門，對流箱采用全封密結(jié)構(gòu)，減少爐體漏風(fēng)量，這些措施使加熱爐的熱效率得到很大提升。

目前，國內(nèi)加熱爐排煙中的氧含量多數(shù)控制在2%～5%之間，空氣處于較大量過剩狀態(tài)。如何通過降低過剩空氣量，使加熱爐達(dá)到最佳燃燒狀態(tài)，在提高熱效率同時可以減少CO2和NOX的排放是未來研究的主要方向。根據(jù)加熱爐理論配比燃燒技術(shù)對常壓爐、加氫裂化反應(yīng)爐、連續(xù)重整四合一爐、汽柴油加氫加熱爐進行調(diào)整，為下一步節(jié)能降耗以及檢修改造提供技術(shù)支撐。

1 目前加熱爐排放存在的問題

根據(jù)國家最新發(fā)布的排放標(biāo)準(zhǔn)，2017年7月1日之前NOX排放限值需降至100 mg/m3以下，目前公司共有常壓爐等15套加熱爐，其燃燒過程控制全部采用氧含量控制技術(shù)，氧含量控制在2%～5%之間，但存在部分加熱爐效率偏低、NOX排放值在100 mg/m3以上情況，具體數(shù)據(jù)見表1。

2 加熱爐原有控制方案

常壓爐的設(shè)計熱負(fù)荷為47 MW，燃料按30%的燃料油摻混70%的燃料氣時，設(shè)計熱效率為91.2%，實際生產(chǎn)中除冬季個別時段外燃料均為100%燃料氣。每臺燃燒器上均設(shè)有手動調(diào)風(fēng)擋板，使每臺燃燒器的供風(fēng)量相匹配；根據(jù)輻射頂煙氣氧含量，調(diào)節(jié)風(fēng)機進口蝶閥，控制供風(fēng)量；根據(jù)輻射頂煙氣負(fù)壓值調(diào)節(jié)煙道擋板開度；在爐底風(fēng)道上設(shè)置了氣動快開風(fēng)門，當(dāng)鼓風(fēng)機出現(xiàn)故障時，氣動快開風(fēng)門自動打開，使燃燒器由強制通風(fēng)轉(zhuǎn)換為自然通風(fēng)，同時打開煙囪密封擋板，維持加熱爐正常操作。

3 技術(shù)原理

將煙氣中的CO控制在微量水平，實現(xiàn)燃料和空氣的理論配比，使燃燒處于不完全燃燒和完全燃燒的臨界狀態(tài)。加熱爐在接近理論配風(fēng)量的燃燒狀態(tài)下，從源頭上節(jié)省燃料，在降低過剩空氣量和提高熱效率方面效果明顯，同時可以減少二氧化碳和氮氧化物的排放。

在燃燒過程中，加熱爐煙氣中的O2與CO含量有一定關(guān)系，CO/O2/NOX關(guān)系如圖1所示：

表1 加熱爐數(shù)據(jù)

表2 加熱爐調(diào)試數(shù)據(jù)

圖1 CO/O2/NOX關(guān)系

4 調(diào)試方案與實施效果

1）常壓爐氧含量由2.3%降至2%，調(diào)整爐膛負(fù)壓等參數(shù)，穩(wěn)定2 h，聯(lián)系分析中心在線監(jiān)測氧含量、氮氧化合物、一氧化碳后繼續(xù)下調(diào)氧含量。

2）按照0.2%的幅度下調(diào)氧含量，每降低0.2%，調(diào)整爐膛負(fù)壓等參數(shù)，穩(wěn)定2 h，聯(lián)系分析中心在線監(jiān)測氧含量、氮氧化合物、一氧化碳后繼續(xù)下調(diào)氧含量。

3）氧含量降至0.8%（目標(biāo)降至0.5%）后，每降低0.1%，調(diào)整爐膛負(fù)壓等參數(shù)，穩(wěn)定2 h，聯(lián)系分析中心在線監(jiān)測后氧含量、氮氧化合物、一氧化碳繼續(xù)下調(diào)氧含量。

5～8天對常壓爐進行調(diào)試，具體數(shù)據(jù)見表2。從表2可以看出氧含量降低至0.55%后加熱爐效率提高0.34%，NOx含量下降至39 mg/m3，同時在現(xiàn)場未調(diào)整情況下加熱爐燃燒基本無變化。此外鼓風(fēng)機和引風(fēng)機變頻開度分別下降7%、3%，一定程度上降低了裝置電耗。

5 結(jié)論

對加熱爐進行優(yōu)化調(diào)試，保持各火嘴在接近理論配風(fēng)量下安全燃燒，可以實現(xiàn)加熱爐的精細(xì)化操作，加熱爐效率提高0.34%，氮氧化合物排放降低44.22%，同時一定程度上降低了電耗，在節(jié)能減排方面具有較好效果，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益及環(huán)境效益。

[1]杜鵬.加熱爐低氧燃燒控制技術(shù)的應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能與減排，2015，5（2）：41.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.02.015

2016-11-28

（編輯 李珊梅）

楊健，高級工程師，1986年畢業(yè)于華南工學(xué)院（橡膠制品專業(yè)），現(xiàn)從事煉油管理工作，E-mail：ahui.163@163.com，地址：天津市大港油田花園路東大港石化公司技術(shù)處，300280。