張 誠(chéng)，吳仲劉

（中國(guó)石油 玉門(mén)煉化總廠，甘肅 玉門(mén)735200）

玉門(mén)煉化總廠重整加氫裝置屬于高能耗裝置，重整反應(yīng)所需的全部能量都由“四合一”爐提供，“四合一”爐共有50個(gè)火嘴，燃料氣用量約占重整加氫裝置總能耗的55%～65%，因此，提高“四合一”爐的效率對(duì)裝置的降本增效有著極為重要的意義。

中石油玉門(mén)油田分公司40萬(wàn)t·a-1重整加氫裝置于1997年9月開(kāi)工，開(kāi)工后排煙溫度一直偏高，盡管設(shè)有余熱鍋爐，但排煙溫度也達(dá)到165℃左右，其中很大一部分余熱得不到回收，改造前加熱爐熱效率只有89%左右，加熱爐低熱效率運(yùn)行不僅浪費(fèi)了燃料氣，也造成了過(guò)多廢氣的排放。因此，在2010年7月大檢修期間，對(duì)加熱爐輻射室、燃燒器進(jìn)行了改造，新增了煙氣余熱回收系統(tǒng)，改造后的“四合一”爐熱效率有了較大的提高，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1“四合一”爐概況

40萬(wàn)t·a-1重整加氫裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)重整裝置）“四合一”爐由四臺(tái)加熱爐組成，分別為F201、F202、F203、F204。4個(gè)輻射爐膛之間通過(guò)中間耐火墻隔開(kāi)，對(duì)流室相連，其中F201、F202、F203每臺(tái)爐子有15個(gè)火嘴，F(xiàn)204有5個(gè)火嘴。對(duì)流室布置有蒸汽發(fā)生器?？紤]到全廠蒸汽平衡情況，本次新增煙氣余熱回收系統(tǒng)節(jié)能改造在對(duì)流段中部蒸發(fā)段側(cè)墻處增加熱煙氣出口旁路，以便調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)降低蒸汽發(fā)生量、提高熱空氣溫度，進(jìn)一步節(jié)約燃料消耗。

2 改造前“四合一”爐存在的問(wèn)題

加熱爐排煙溫度高達(dá)165℃左右；對(duì)流室所產(chǎn)蒸汽為低壓蒸汽，質(zhì)量較差，最低時(shí)蒸汽溫度只有180℃，全廠蒸汽平衡過(guò)剩；加熱爐的輻射室爐墻襯里損壞嚴(yán)重，爐體外墻溫度偏高，爐體散熱損失較大，看火窗、防爆門(mén)等配件形式較老且損壞嚴(yán)重，散熱損失大，漏風(fēng)嚴(yán)重；對(duì)流彎頭相門(mén)密封不嚴(yán)，漏風(fēng)嚴(yán)重；加熱爐配置的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)手段不完善，自動(dòng)化水平不高，爐子操作調(diào)節(jié)不便。

3 提高“四合一”熱效率采取的措施

對(duì)加熱爐燃燒器進(jìn)行改造；檢修輻射室襯里，減少加熱爐散熱損失；增加對(duì)流段煙氣旁路，減少對(duì)流段產(chǎn)氣量，有效利用煙氣余熱加熱燃燒用空氣，減少加熱爐燃料消耗量；輻射室內(nèi)表面涂刷熱反射涂料，增加輻射室轉(zhuǎn)熱量，減緩陶纖噴涂襯里老化、粉化速率，降低輻射室外部溫度以及散熱損失；增加兩套聲波吹灰器，避免預(yù)熱器換熱管積灰，影響加熱爐長(zhǎng)周期運(yùn)行熱效率；新增煙氣余熱回收系統(tǒng)，回收煙氣余熱，降低排煙溫度；風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)節(jié)電，方便操作調(diào)節(jié)；改造加熱爐煙道和風(fēng)道，優(yōu)化加熱爐煙道和風(fēng)道結(jié)構(gòu)，減少煙道和風(fēng)道系統(tǒng)壓降，避免冷煙氣回流，提高加熱爐熱效率。

3.1 新增煙氣余熱回收系統(tǒng)

為增加加熱爐效率，在對(duì)加熱爐進(jìn)行節(jié)能改造中，最主要的是新增煙氣余熱回收系統(tǒng)，增加對(duì)流段煙氣旁路，減少對(duì)流段產(chǎn)氣量，有效利用煙氣余熱加熱燃燒用空氣，減少加熱爐燃料消耗量，改造的煙氣余熱回收系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

圖1 煙氣余熱回收系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖Fig.1 flue gaswaste heat recovery system flow diagram

3.2 輻射室內(nèi)表面涂刷熱反射涂料

熱反射涂料節(jié)能原理：根據(jù)輻射傳熱與物體黑度相關(guān)性，在加熱爐內(nèi)襯涂裝熱反射涂料，降低其表面黑度，提高爐襯內(nèi)表面對(duì)火焰和高溫?zé)煔廨椛錈岬姆瓷淠芰?，使之?yīng)被加熱爐內(nèi)襯吸收的熱量大部分重新返回爐內(nèi)參與換熱。

熱反射涂料的成膜機(jī)理：熱反射涂料由高濃度貴金屬有機(jī)鹽酸的膠體溶液組成，其粒徑約為一千到幾百納米。把這種溶液均勻的噴涂在耐溫固體表面成膜，然后在爐中加熱，隨著溫度升高，膜會(huì)固化而體積縮小，當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí)，隨著有機(jī)質(zhì)的分解，膜的體積會(huì)進(jìn)一步收縮，貴金屬離子逐漸還原成原子，這種原子活性很大，具有很大的分子間引力，會(huì)把它附近的貴金屬原子吸引到一起而形成致密的整體金屬膜，這種膜會(huì)對(duì)可見(jiàn)光和紅外光具有很強(qiáng)的反射效能。

通過(guò)對(duì)爐內(nèi)襯里損壞部位的修補(bǔ)和輻射室內(nèi)表面涂刷熱反射涂料，大大的降低了加熱爐外表面的溫度，降低了散熱損失。

4 改造效果

裝置在檢修期間進(jìn)行節(jié)能改造施工，經(jīng)過(guò)改造取得了較為滿(mǎn)意的效果，根據(jù)加熱爐的實(shí)際結(jié)構(gòu)，對(duì)加熱爐輻射室外表面溫度進(jìn)行了檢測(cè)，改造前后加熱爐輻射室表面溫度對(duì)比見(jiàn)表1～4。

表1 F-201輻射室外表面溫度改造前后對(duì)比（℃）Tab.1 Contrastbefore and after transformation of F-201 radiation chamber outdoor surface（℃）

表2 F-202輻射室外表面溫度改造前后對(duì)比（℃）Tab.2 Contrastbefore and after transformation of F-202 radiation chamber outdoor surface（℃）

表3 F-203輻射室外表面溫度改造前后對(duì)比（℃）Tab.3 Contrastbefore and after transformation of F-203 radiation chamber outdoor surface（℃）

表4 F-204輻射室外表面溫度改造前后對(duì)比（℃）Tab.4 Contrast before and after transformation of F-204 radiation chamber outdoor surface（℃）

從表1～4可以看出，在對(duì)加熱爐襯里損壞部位進(jìn)行修補(bǔ)和輻射室內(nèi)表面涂刷熱反射涂料后，每臺(tái)加熱爐輻射室外表面溫度都比改造前有明顯的下降，最大差值達(dá)到了39℃，大大的降低了散熱損失

加熱爐改造前后性能對(duì)比見(jiàn)表5。

從表5可看出，排煙溫度改造后較改造前下降了62℃，自產(chǎn)蒸汽溫度提高了125℃，加熱爐熱效率提高了2.3%個(gè)單位，裝置能耗降低了1.63個(gè)單位。

表5 加熱爐改造前后對(duì)比Tab.5 Contrastbefore and after transformation of heating furnace

5 小結(jié)

提高重整裝置“四合一”爐熱效率采取的各項(xiàng)措施效果明顯，達(dá)到了提高加熱爐熱效率的目的，降低了裝置能耗，為整套裝置的節(jié)能減排做出了巨大的奉獻(xiàn)。

參考資料

[1] 李成棟.催化重整裝置技術(shù)問(wèn)答（修訂版）[M].中國(guó)石油出版社.