提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率的技改措施

靳松(中國石油玉門油田分公司煉化總廠焦化車間，甘肅 酒泉 735299)

提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率的技改措施

靳松(中國石油玉門油田分公司煉化總廠焦化車間，甘肅 酒泉 735299)

本文分析了影響加熱爐效率的因素，針對延遲焦化裝置加熱爐熱效率的提高進(jìn)行了深入的研究分析，結(jié)合本次研究，發(fā)表了一些自己的建議看法，希望對提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率起到一定的參考和幫助。

延遲焦化裝置；加熱爐；熱效率；改進(jìn)

在延遲焦化裝置中，焦化加熱爐屬于其中的關(guān)鍵設(shè)備，焦化加熱率的燃料氣消耗量超過總耗能77%【1】。在衡量加熱爐先進(jìn)行方面，熱效率是其中一項非常關(guān)鍵的指標(biāo)，想要降低裝置能耗，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益，提高加熱爐熱效率是其中一項非常重要的內(nèi)容【2】。洛陽石化延遲焦化裝置選擇的是一爐兩塔流程，經(jīng)過加熱，可以使減壓渣油溫從300℃加熱至492℃。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，洛陽焦化加熱爐熱效率與國際上同行業(yè)先進(jìn)水平相比有著一定的差距，為了降低裝置的實(shí)際能量消耗量，需要對其進(jìn)行改進(jìn)。

1 影響加熱爐效率的因素

第一，加熱爐排煙溫度高，所使用的空氣預(yù)熱器參數(shù)：預(yù)熱前煙氣溫度380℃，空氣溫度14.2℃，煙氣經(jīng)過空氣預(yù)熱器之后的溫度為160℃，排出的空氣溫度我290℃，可回收4983kW余熱【3】。但是在生產(chǎn)過程中，受到多方面因素影響，實(shí)際排煙溫度為140℃，雖然該溫度超過了排煙溫度設(shè)計指標(biāo)，但是對于低硫燃料氣而言，該溫度還偏高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際測量溫度，使得加熱爐熱效率存在較大的提升空間。第二，過剩空氣系數(shù)1.30，雖然與同類設(shè)計平均水平一致，但是和設(shè)計值1.15相比，還有0.15的差距，過剩空氣系數(shù)仍有較大的降低空間。第三，在加熱爐燃燒器的操作方面，其彈性范圍較小，調(diào)節(jié)比不高，非常容易有局部過熱現(xiàn)象出現(xiàn)，難以實(shí)現(xiàn)對燃燒狀況的調(diào)節(jié)，CO的含量容易超過標(biāo)準(zhǔn)值，爐管表面出現(xiàn)嚴(yán)重的積碳現(xiàn)象。第四，加熱爐表面的溫度過高，存在非常大的散熱損失。第五，在控制程度方面缺乏精密性，難以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)，很大程度上提高了工作人員的勞動強(qiáng)度。第六，在儀表監(jiān)控方面存在問題，難以實(shí)現(xiàn)對加熱爐運(yùn)行狀況的實(shí)時監(jiān)測。

2 提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率的措施

2.1 改進(jìn)燃燒器

之前的燃燒器，爐管兩側(cè)火焰垂直向上燃燒，在燃燒過程中火焰比較容易出現(xiàn)偏斜等現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)均勻的傳熱，造成局部結(jié)焦，降低加熱爐的使用效率，在對燃燒器改進(jìn)之后，有著以下幾個方面的優(yōu)勢：首先，可以實(shí)現(xiàn)對燃料的分級燃燒，應(yīng)用了先進(jìn)的多孔分級燃燒技術(shù)；其次，使用了異形火道磚，這種磚在配風(fēng)作用方面表現(xiàn)的較為獨(dú)特，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料氣階段性的混合至助燃空氣中，不僅可以降低火焰最高溫度，還能降低煙氣中的CO以及NO的含量；最后，將熱壁輻設(shè)技術(shù)應(yīng)用在燃燒器中，燃料氣燃燒的熱量傳遞至爐壁，再傳遞至爐管，最后傳遞到管內(nèi)渣油中，通過這種熱傳遞方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對爐管的均勻加熱，避免爐管內(nèi)渣油出現(xiàn)結(jié)焦、局部過熱等現(xiàn)象，提高總傳熱系數(shù)，增強(qiáng)了加熱爐的加熱效率，能夠使?fàn)t管使用壽命以及操作周期得到延長。

2.2 改進(jìn)空氣預(yù)熱器

之前的空氣預(yù)熱器換熱面積小，無法滿足實(shí)際的使用要求，排煙溫度高，沒有實(shí)現(xiàn)對煙氣余熱的高效回收。通過對空氣預(yù)熱器進(jìn)行改進(jìn)，新增加539根排熱管。煙氣在經(jīng)過原有熱管空氣預(yù)熱器后，進(jìn)入到新增的空氣預(yù)熱器中，與空氣進(jìn)行換熱，通過二次換熱的方式使排煙溫度進(jìn)一步降低，在完成改造之后，可以將排煙溫度控制在118℃左右。

2.3 改進(jìn)控制技術(shù)

選擇APC控制技術(shù)對加熱爐進(jìn)行控制，這種控制技術(shù)通過對模型的預(yù)測控制以及抑制各類干擾變量，進(jìn)而降低加熱爐因?yàn)椴僮髯儎映霈F(xiàn)的波動，實(shí)現(xiàn)對控制目標(biāo)的優(yōu)化。這種技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下兩個方面，第一，對之前的算法進(jìn)行了改進(jìn)，使得模型預(yù)測控制的準(zhǔn)確性和有效性得到顯著的增強(qiáng)和提高；第二，將在線優(yōu)化器置于產(chǎn)品內(nèi)部，能夠?qū)崿F(xiàn)對經(jīng)濟(jì)優(yōu)化目標(biāo)的獲取，在使控制對象的平穩(wěn)性得到保證之后，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)化。

2.4 增添加熱爐儀表監(jiān)測

加熱爐各項操作離不開儀表監(jiān)測信息的支撐，為了保證加熱爐高效安全運(yùn)行，需要在原有的儀表基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾印Ｖ暗募訜釥t爐管表面溫度熱電耦數(shù)量較少，與同類裝置相比存在一定的差距，難以實(shí)現(xiàn)對加熱爐運(yùn)行的有效監(jiān)測。在增加28支熱電偶以及兩個負(fù)壓表之后，很大程度上提高了氧含量監(jiān)測準(zhǔn)確性，更好的監(jiān)控加熱爐爐管的運(yùn)行以及燃燒狀況，提高加熱爐熱效率調(diào)節(jié)效果。

2 優(yōu)化前后加熱爐熱效率對比

在保持其他方面因素一致的情況下，選擇2103改造前1-6月份加熱爐熱效率與改造后2015年1-6月份加熱爐熱效率進(jìn)行對比，加熱爐熱效率由之前的91.54%提高至93.82%，提高量2.28%，改造效果十分顯著。

3 結(jié)語

為提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率，從燃燒器、空氣預(yù)熱器、控制技術(shù)、監(jiān)測儀表等方面出發(fā)，對延遲焦化裝置進(jìn)行改進(jìn)，在改進(jìn)后，加熱爐熱效率提高2.28%，改造效果十分顯著，完成了裝置節(jié)能降耗和增效目標(biāo)。

[1]龔朝兵,周雨澤等.延遲焦化裝置的能耗分析及節(jié)能優(yōu)化實(shí)踐[J].中外能源,2013,01:84-88.

[2]王培超.延遲焦化裝置有效能分析[J].中外能源,2013,03: 85-88.

[3]張宗有,趙永山等.延遲焦化裝置節(jié)能降耗措施[J].煉油技術(shù)與工程,2014,02:52-55.