實現裂解爐長周期高效運行的措施

摘 要：裂解爐設備在實際運行過程中經常會出現一些故障問題，由于該類型設備的內部結構過于復雜，因此一旦設備出現故障，工作人員對其進行故障檢修作業會耗費大量的時間。針對這種情況，工作人員制定了很多設備優化方案來有效地實現裂解爐設備的長周期高效穩定的運行，希望筆者針對這些優化方案所提出的一些淺薄的意見和建議可以對從事乙烯裂解工作的相關人員提供一些新的思考方向。

關鍵詞：裂解爐；長周期高效運行；措施分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.092

0 引言

裂解爐設備在國內很多工業生產企業內都有著非常廣泛的應用，并且在實際應用中也取得了不錯的成效。為了可以進一步提高裂解爐設備的生產運行效率，工作人員采取了很多的優化措施，如定期排查、水質管理、特護管理、提高熱效率、控制運行負荷、優化燒焦周期、引進先進技術等等，這些優化措施也是筆者將要與大家進行分享和探究的主要內容。

1 裂解爐概述

裂解爐設備主要是用來對烴類物質進行裂解反應，該設備是乙烯裂解裝置中非常重要的機械設備。由于裂解爐設備所輸送的集中具有易泄露、高溫、易燃、易堵塞、高壓、易爆炸等特征，因此保障該設備長期高效穩定運行也是工作人員的重要工作任務。目前市場上比較常見的裂解爐有SRT裂解爐、KTI GK裂解爐、Pyrocrack裂解爐、CBL裂解爐、USC裂解爐、毫秒裂解爐等幾種不同類型的裂解爐，工作人員可以結合乙烯生產作業的具體要求選擇最合適的裂解爐，以求能夠長期高效地維持生產作業的正常運行[1]。

2 高效運行措施分析

2.1 定期排查

（1）彈簧支架。為了確保裂解爐能夠長期處于正常運行的狀態，工作人員應當定期對裂解爐設備中的彈簧支架結構進行排查，具體排查流程如下：先對裂解爐設備中的限位塊進行拆除，然后再檢查指示標是否存在卡阻現象，最后對彈簧支架的位移量進行測量，判斷其是否能夠達到設計要求，若工作人員在對彈簧支架排查的任何環節出現異常都應該及時地對其進行處理，避免因彈簧支架局部異常問題而導致裂解爐的運行出現故障問題。

（2）耐火襯里。裂解爐設備的爐體外壁溫度過高也會導致裂解爐發生運行故障，超溫現象主要體現在裂解爐的檢修門、膨脹縫、看火孔、爐管出口等位置，造成這些局部超溫現象的主要原因是裂解爐設備內壁的襯里材料存在質量問題或者規格不合理等等。為了盡可能地減少裂解爐設備在實際應用中因局部超溫而引發耐火襯里材料老化、變形等情況的發生，工作人員需要定期使用紅外設備對裂解爐設備進行全面的檢測，并且將檢測結果進行總結和分析，從而進一步提高裂解爐運行的高效性和穩定性。

（3）燃燒狀態。工作人員還需要每天對裂解爐燒嘴位置處的燃燒狀況進行檢查，若發現裂該位置處出現火焰偏黃色、產生黑煙、剛度不足等問題時，則說明裂解爐設備的生產運行已經出現了故障問題。針對此情況，工作人員應當在第一時間內對裂解爐展開系統性的排查工作。具體如下：第一，對裂解爐設備內部的燃料系統進行檢查，判斷燃料系統中是否存在帶液現象；第二，對裂解爐設備的風門開度進行排查，找出風門是否存在卡澀問題；第三，對燒嘴孔內進行細致地排查，判斷其內部是否出現堵塞、燒損等問題[2]；第四，定期對燃料氣管道進行質量檢查，確保燃料氣管道在實際使用過程中能夠體現出良好的暢通性；第五，定期對裂解爐設備中入口處和出口處的溫度進行記錄，將其控制在合理的溫度范圍以內。

2.2 水質管理

水質管理工作也是維持裂解爐設備可以長期處于高效運行狀態的重要措施之一，工作人員需要每天對裂解爐設備中的熱鍋爐進行一次排污處理，將熱鍋爐廢水中的雜質進行清理，對水質進行更換，確保爐內水質的PH值、鈉離子含量、磷酸根離子含量都能夠達到設計標準，通過這種方式可以有效地提高熱鍋爐自身的換熱效果，提高裂解爐設備的運行效率。

2.3 特護管理

從字面上來看，特護管理主要是企業建立獨立的特護團隊用于加強對裂解爐設備日常運行的管理力度，特護管理人員的主要工作內容便是每天對裂解爐設備生產作業進行巡檢，對工作人員的生產行為進行規范化，對生產作業的相關數據信息進行及時地記錄和總結，以此來進一步減少裂解爐設備在生產運行過程中的故障問題。

2.4 提高熱效率

（1）降低排煙溫度。從技術的層面上來說，裂解爐設備排煙溫度越低，則裂解爐設備的生產效率就越高。因此工作人員常常會對裂解爐設備中的排煙溫度進行控制，由于漏點溫度的高低是由裂解爐設備中燃氣材料中的含硫量所決定的，為了可以更好地減少煙氣腐蝕等情況的發生。工作人員需要將排煙溫度控制在漏點問題以上，這樣不僅可以減少煙氣漏點腐蝕，還可以顯著提高裂解爐設備的換熱效率。

（2）控制空氣系數。合理地控制空氣系數也可以有效地提高裂解爐設備的生產效率，根據相關試驗數據我們可以得知，當裂解爐設備燒嘴內部所含有的空氣量為10%時，適當地增加空氣量可以提高燃料氣材料的燃燒效率，但同時也還會在一定程度上提升排煙溫度，從而間接性地導致熱量損失。綜合計算可得，燒嘴內空氣量每提升1%，則裂解爐設備的熱效率變化降低0.2%。因此工作人員需要結合裂解爐設備的實際生產運行情況將空氣系數控制在合理的范圍之內，以求能夠提高裂解爐設備生產作業的高效性。具體要點如下：第一，對于裂解爐設備中拱頂位置處，工作人員可以將空氣中的含氧量控制在2%-3%范圍內，而對于一些具有良好密封性能的爐體，工作人員可以將器內部的空氣含氧量控制在1%-2%范圍內；第二，盡可能地提高裂解爐設備自身的密封性能，減少熱量損失；第三，將裂解爐設備在運行時所承受的爐體壓力控制在合理的范圍之內，以-20Pa—-50Pa范圍內為最佳[3]。

（3）減少散熱損失。裂解爐設備內的耐火襯里所體現出的隔熱效果直接影響著爐體內的熱量損失，因此工作人員可以通過以下措施來有效地降低爐體的熱量損失情況：第一，選擇具有良好耐火性能的襯里材料，裂解爐設備的外壁溫度一般需要控制在82℃以下。目前市場上比較常見的保溫材料有派羅塊等等，工作人員可以結合裂解爐設備生產作業的具體要求選擇最佳的保溫材料，將爐體內的散熱損失控制在總熱量的2%-4%，以求能夠實現該設備的長期高效運行；第二，加強對裂解爐設備耐熱襯里的質量控制，嚴格按照設計圖紙中所規定的要求和標準來完成耐熱襯里的制作工序，從而有效地減少因耐熱襯里質量問題而引發的裂解爐設備運行故障。

2.5 控制運行負荷

在裂解爐設備處于正常運行的狀態時，常常會出現運行負荷不穩定的現象，這種情況的普遍發生會造成裂解爐設備的熱效率顯著降低。根據裂解爐設備運行經驗我們可以判斷出運行負荷過高或者過低都會對裂解爐設備的生產效率產生負面影響，因此工作人員需要嚴格地將運行負荷控制在設計標準中所規定的運行負荷范圍之內，以此來維持該設備的長期穩定運行。

2.6 優化燒焦周期

由于裂解爐設備的正常運行通常會伴隨著高溫現象，而生產原材料在高溫條件下會出現斷裂現象，生成自由基，長此以往裂解爐設備爐體內壁便會逐漸形成結焦現象。隨著結焦現象的產生，爐內的熱阻值會隨之增大，而熱效率則會相應減小，裂解爐設備運行所需要的燃料氣材料的用量也會逐漸增加，大量的燃料氣裂解后又會進一步加快爐體內結焦的速度，從而形成一種惡性循環。針對這種情況，工作人員應當根據裂解爐設備的生產要求設定合理的結焦周期設計值，當裂解爐設備爐體內部的結焦程度超過該設計值時，工作人員便需要及時地對裂解爐設備進行停止運行，然后對該設備進行燒焦處理。通過這種方式來有效地減少爐體內發生結焦堵塞故障問題的概率，提高裂解爐設備的熱效率[4]。

2.7 引進先進技術

爐管加熱技術主要是指工作人員在裂解爐設備的爐管內安裝一些不同形狀的傳熱片，其主要目的是為了增加裂解爐設備內部的換熱面積、改變裂解爐設備內介質的流態，同時還可以在一定程度上抑制裂解爐設備內結焦的效率，降低爐管內壁的溫度，延長裂解爐設備的運行周期，大幅度減少燃料氣材料的消耗量，有利于提高企業的經濟效益。

3 結束語

雖然裂解爐設備就目前而言還存在著一些缺陷問題有待進一步改善，但是其在乙烯裂解工業生產領域中所起到的關鍵性作用也是我們所不可否認的。隨著國內科學技術的迅猛發展，筆者相信裂解爐設備一定會在未來幾年內取得巨大的性能突破，從而為國內工業生產領域創造出更大的價值，推動工業生產行業的未來成長和進步，這也是我們所期望看到的結果。

參考文獻：

[1]婁占峰，鐘國財.裂解爐長周期運行的影響因素及優化措施[J].石油和化工設備，2014，17（09）：149-150.

[2]朱俊樺，曾淼洋，邵杰鋒等.乙烯裝置裂解氣壓縮系統長周期運行存在的問題[J].石油石化綠色低碳，2018，3（04）：136-142.

[3]柳華盛.裂解爐長周期運行的探索與研究[J].山東工業技術，2018

（07）：137-138.

[4]楊貴君.乙烯裂解裝置達標運行分析[J].煉油與化工，2016，27

（06）：120-122.

作者簡介：龔玫（1966-），女，江蘇蘇州人，大專，助理經濟師，主要從事保溫耐火材料計劃采購工作。