第一套溶劑脫蠟裝置加熱爐節能優化操作的討論

高偉宋煜龍

（1．中國石油蘭州石化分公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060；2．中國石油蘭州石化分公司石油化工廠，甘肅 蘭州 730060）

第一套溶劑脫蠟裝置加熱爐節能優化操作的討論

高偉1宋煜龍2

（1．中國石油蘭州石化分公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060；2．中國石油蘭州石化分公司石油化工廠，甘肅 蘭州 730060）

介紹了蘭州石化公司第一套溶劑脫蠟裝置加熱爐改造投用后，在開工初期的運行過程中存在的空氣預熱器無法正常投用、爐3出口溫度波動大等問題。針對提出的問題，車間從儀表監測的準確度、控制回路的合理性、設備及工藝優化操作的摸索方面進行了總結分析，得出了比較理想的操作方法，使得加熱爐熱效率由開工初期的89%～91%之間，提升到93%以上，最終達到了設計要求，并且降低了裝置綜合能耗，增加了近128萬元/年的經濟效益。

空氣預熱器；加熱爐熱效率；爐出口溫度；氧含量及排煙溫度

1 現狀分析

2013年11月改造完成后，裝置順利開工投產，通過近半年的運行，更新的加熱爐投用情況正常，整體運行情況平穩，基本能滿足當前原料性質、加工負荷及工藝操作條件的需要。但是通過每月公司對加熱爐的監測結果來看，個別指標一直無法達到當初的設計值或是公司對加熱爐指標的要求。主要包括氧含量、過剩空氣系數、排煙熱損失以及加熱爐熱效率。

2014年上半年，也是新建的加熱爐剛投用的半年，加熱爐的氧含量均值在7左右，明顯高于設計值，氧含量高又造成過剩空氣系數高，均值在1.57左右，高超出1.30的指標要求；同時排煙熱損失達到7.52%左右；熱效率相比舊爐子雖有較大提升，均值在90%左右，但尚未達到92%的設計值。而且平時生產過程中還體現出以下幾點問題。

問題1：爐2由于對流室偏大，取熱量過多，造成煙氣出對流室溫度比較低在110～120℃之間；因爐2排煙溫度低的影響，加熱爐聯合煙道出空氣預熱器后的排煙溫度在90～110℃之間，易造成露點腐蝕，影響了空氣預熱器的正常投用；

問題2：因本裝置工藝特點，加熱爐進料量為變量，為了達到加熱爐出口溫度、爐膛氧含量等工藝指標的要求，致使瓦斯和空氣用量需時時進行調節，這就造成三臺加熱爐氧含量、爐膛負壓變化大；

問題3：爐3因瓦斯流量控制閥閥體偏大，而瓦斯流量平時用量小，控制閥稍開或稍關都對爐出口溫度影響較大，造成溫度不是超上限就是超下限，平穩率難以達標。

2 針對問題，采取措施摸索優化操作的方法以及取得的效果

針對上述加熱爐運行過程中出現的問題，車間認真分析原因并摸索總結好的調節方法。

問題1的分析解決：針對聯合煙道換熱后煙氣溫度低，易造成露點腐蝕的現狀，在目前占時無法對對流室改造的情況下，車間嘗試將空氣預熱器的空氣側線閥適度的打開，以便減少部分冷空氣的量來抬高煙氣的出口溫度。但是側線閥開度又不能過大，否則冷空氣全走側線不與煙氣換熱就失去了空氣預熱器節能的作用。通過一段時間的側線閥們開度摸索，發現空氣側線閥門開7%時，可以抬高聯合煙道的煙氣溫度由100℃左右抬高到120℃左右，同時空氣經預熱器換熱后進加熱爐的溫度為114℃左右，完全達到設計的出口溫度110℃。

問題2的分析解決：車間認為加熱爐爐膛負壓和氧含量變化幅度大的問題，首先從儀表監測準確性及DCS數據采集的合理性分析入手，做出如下調整措施：①調節阻尼采集時間參數，改變爐膛負壓參數采集時間，采集數據時間間隔由0.6秒/次調整為3秒/次；②與公司加熱爐監測部門聯系好，定期對三臺加熱爐的氧化鋯進行效驗，嚴格按照規程要求采用氮氣效驗零位，采用純氧效驗量程；③同時更新三臺加熱爐風道調節閥面板確保其靈活準確，以方便準確的調節加熱爐氧含量。

問題3的分析解決：針對爐3爐出口溫度變化大平穩率低的現狀，分析需要解決的問題是當用爐出口溫度控制瓦斯流量時，因爐3負荷小而瓦斯流量控制閥管徑偏大，控制閥的一開一關，增加或減少的瓦斯量變化大，使得爐膛內釋放的熱量變化過快，造成爐出口溫度控制不住，爐出口溫度不穩定來回波動又導致瓦斯流量控制時時在調節（本裝置爐出口溫度和瓦斯流量為串級控制）。因此改變原有的爐3出口溫度與瓦斯流量的串級調節控制，將爐3出口溫度控制與爐膛溫度控制進行串級控制，并將爐子進料流量添加到爐3瓦斯流量控制閥的輸入變量中，且乘以系數來校整（該系數設定為可以調節的，依據平時生產經驗暫時定位1，效果比較理想），這樣就形成了爐膛溫度、爐出口溫度及爐子進料量三者同時調節瓦斯流量控制。爐出口和爐膛為串級，爐子進料量變化起前饋效應。通過以上的改變，當爐子進料量和爐出口溫度變化時會及時的改變瓦斯流量的變化，來確保爐子出口溫度的提前調節，大大提高了出口溫度工藝指標的平穩率。

3 優化操作取得的效益

通過上述對本裝置加熱爐操作的優化，加熱爐整體運行指標相比開工初期有明顯提升。尤其是氧含量明顯降低，由7～9下降到2～5之間，完全達到考核指標要求，由于氧含量控制較低爐子的過剩空氣系數也有明顯下降由1.57左右下降到1.2左右，達到指標要求以內。另外通過空氣預熱器的投用，煙氣檢測點由各臺爐子對流室出口改到空氣預熱器聯合煙道出口處，以此處參數為參考更合理的反應出加熱爐系統整體運行的情況。通過對加熱爐的優化操作，熱效率得到進一步提升，且能夠達到原設計值。而加熱爐熱效率提高后，勢必降低瓦斯消耗，同時也降低了裝置綜合能耗，實現了挖潛增效的目地。加熱爐優化操作所取得的效益計算：

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新上加熱爐在使用過程中雖然存在的一些問題，但通過分析解決問題加熱爐的使用對裝置實現安穩生產，進一步提高裝置的經濟效益，必將產生現實的意義。