裂解爐熱效率低的影響因素及改進措施

高俊杰

摘要：在乙烯裝置中，裂解爐是一個重要的組成部分，裂解爐熱效率的高低直接影響到乙烯裝置的整體運行效率。本文在對裂解爐熱效率低的影響因素進行分析的基礎上，探究了相關的改進措施，旨在促進乙烯裂解爐熱效率的提高，實現化工的節能減排生產。

關鍵詞：裂解爐；熱效率；影響因素；改進措施

裂解爐是乙烯裝置中的重要組成部分，也是一個高耗能設備，提高裂解爐熱效率是提高整個乙烯裝置運行效益的關鍵。而在實際運行中，由于各方面因素的影響，裂解爐的熱效率往往較低，因此加強有關影響因素及改進措施的探究意義重大。

一、裂解爐熱效率低的影響因素分析

（一）設備原因

一是爐膛內襯里材料老化或安裝不到位。對流室爐墻散熱與輻射室爐墻散熱是爐墻散熱的兩個主要方面，為了減少熱量的損失，爐墻涂有一層保溫材料，完好的爐墻保溫襯里可以有效的將熱量進行阻擋反射，進而減少經過爐墻外鋼板傳導失去的熱量。但是隨著運行的時間越來越長，爐膛內襯里的保溫材料就會老化甚至損壞，爐膛內熱量就會大量損失。而如果爐膛襯里安裝不到位，同樣也會影響裂解爐的熱效率。二是進出爐膛的對流段模塊密封不嚴。為了防止外界冷空氣的進入而造成對流段熱量損失，應對進出爐膛的對流段模塊進行密封處理，如果密封性不好，在對流段積灰嚴重的情況下就很容易導致二次燃燒現象，這樣不僅損失熱量，而且還可能損壞對流段爐管。三是火嘴情況?；鹱煸陂L期的運行中可能存在堵塞的情況，而一旦堵塞就會影響爐膛內部的熱量分布不均勻，進而影響裂解爐的熱效率。

（二）裂解爐煙氣的氧含量

一般情況下，在同等排煙溫度下，過?？諝庀禂翟礁呦鄳臒嵝示蜁降停簿褪钦f煙氣熱回隨著過剩空氣系數的升高而增加，因此裂解爐煙氣的氧含量偏高也是導致裂解爐熱效率低的一個原因。而裂解爐煙含氧量偏高的原因主要有以下幾方面：一是原燃燒器燒嘴設計不夠科學合理。燒嘴孔徑偏小、位置高度不合適等都會影響燃料氣的反射速度及線路，從而導致火焰添爐等情況的發生，而為了避免這種現象操作人員只能加大風門開度，進而增加爐膛內的含氧量。二是部分裂解爐對流段漏風。裂解爐對流段密封不好就會使得煙氣中的含氧量增加，從而影響裂解爐的熱效率。三是裂解爐風門調節不精確。通過控制風門開度的大小可以對裂解爐的火焰燃燒狀況進行調節，因此風門系統調節的精確度很關鍵。但是由于有些裂解爐裝置的風門系統采用的是人工操作，缺乏統一的火焰調節標準，使得風門調節彈性大，火焰燃燒狀況不穩定，從而增加氧含量。

（三）裂解爐的排煙溫度

相比于煙氣的氧含量而言，裂解爐的排煙溫度對熱效率的影響更大，尤其是在管式裂解爐中，熱損失更大，裂解爐熱效率也就越低。而裂解爐排煙溫度過高主要受以下幾方面因素影響：一是對流段有積灰。雖然乙烯裝置裂解爐的對流段一般都設有中壓中壓吹灰系統，但是在長期的使用中，對流段就會出現積灰，加上不能進行在線維護，積灰就會越來越嚴重，到一定程度就會影響到吹灰系統的正常運行甚至導致故障，進而使得排煙溫度升高，損失大量熱量。二是原料結構發生變化。對于乙烯裝置裂解爐的原料是有一定的投用比例要求的，輕質原料投用比例過高會增加裂解溫度，進而使裂解爐排煙溫度升高。

二、提高裂解爐熱效率的改進措施

（一）減少爐墻的熱量損失

要有效提高裂解爐的熱效率，減少爐墻的熱量損失是一個重要的方面。首先，應嚴格根據裂解爐的各項指標進行日常操作，避免設備超負荷運轉；其次，要加強裝置的日常檢查與維修，定期檢查爐墻內襯里保溫材料情況，對于襯里損壞嚴重的情況下要進行徹底的更換，同時加強燃料氣壓力、爐膛負壓及火嘴等影響因素的控制，一旦發現異常就要進行優化或整改，以以確保裝置的運行狀態。此外，要加強監督，確保對裝置操作、檢修的規范性，以及對存在的問題能夠得到切實有效的落實，確保工程質量，減少爐膛內熱量損失，提高裂解爐熱效率。

（二）運用空氣預熱技術，科學改進漏風處

裂解爐在運行過程中，燃料的燃燒會使空氣的溫度升高，采用空氣預熱技術，可以有效的改善爐膛內的燃燒條件，提高燃料燃燒的效率，加快燃燒反應速度，從而降低過?？諝庀禂担岣邿嵝?。此外，要對裂解爐漏風處進行科學的改進。裂解爐中的底部點火孔、關火孔等屬于漏風處，可以采取合理的改進措施以減少漏風。比如在點火孔處設計旋片式風門，為避免關火孔在長期的使用中變形而出現縫隙，可在蓋板處采用模塊化保溫，同時增加保溫墊，以提高爐體的密封性，避免漏風造成熱量損失。

（三）加強裂解爐火焰管理，降低排煙溫度

為提高裂解爐風門調節的精確度，以達到優化裂解爐火焰的目的，可以對火焰采用二次調節的方式。首先，根據裂解爐常用的投油負荷對調節標準進行大概的制定， 然后裂解操作人員在每次氣相裂解爐負荷調整后根據制定的調節標準對火焰進行初調，將裂解爐火焰限制在一個較優的范圍內，之后再根據現場火焰的實際情況對風門進行精細調節。在對火焰的二次調節中，應安排具有豐富火焰調節經驗的操作人員進行，以避免 調節標準難以量化、調節彈性大的問題，同時制定出更為標準的控制參數。由于裂解爐對流段吹灰系統難以實現在線維修，只能在裝置大檢修時進行相應的故障處理，因此只能采取其他的方法來降低裂解爐的排煙溫度。而目前，燃料中的硫含量已得到很好控制，對流段已不會發生.露點腐蝕現象，因此可通過適當的降低原料的預熱溫度來增加原料與對流段煙氣的溫度，進而降低排煙溫度。另外也可以采取在對流段增加吹灰器的方法，通過利用蒸汽吹灰、聲波吹灰及化學吹灰、清洗等方法進行在線吹灰，使排煙溫度降低。

三、結束語

總而言之，裂解爐是乙烯裝置中的重要組成部分，提高裂解爐熱效率對于提高生產裝置整體運行效益的提升意義重大。而裂解爐熱效率的影響因素是多方面的，因此在實際生產操作與管理中，應針對各種影響因素進行分析研究，采取科學合理的改進措施，對裂解爐運行中的各種熱損失進行更為合理的控制，以盡量減少熱量損失，提高裂解爐的熱效率。

參考文獻：

[1]閆育錫，李寶軍，盛占文等.影響裂解爐熱效率因素淺析及改進措施[J].化工管理，2015，（32）：37.

[2]張雄飛，黃鵬鴻，王曉剛等.裂解爐熱效率低的影響因素及改進措施[C].//全國乙烯工業協會裂解單元的運行與優化專題研討會論文集.2015：213-218.