王維華 何凱 於冰 王文平(長(zhǎng)慶石化公司運(yùn)行一部，陜西 咸陽(yáng) 712000)

常減壓裝置減壓爐的運(yùn)行現(xiàn)狀分析

王維華 何凱 於冰 王文平(長(zhǎng)慶石化公司運(yùn)行一部，陜西 咸陽(yáng) 712000)

本文通過(guò)對(duì)長(zhǎng)慶石化500萬(wàn)噸/年常減壓蒸餾裝置的減壓爐的運(yùn)行狀況分析，分析發(fā)現(xiàn)減壓爐熱效率偏低的問(wèn)題，之后從影響加熱爐熱效率的一些因素出發(fā)，找出了一些提高常減壓裝置減壓爐熱效率的方法，并且由此提出了一些相關(guān)的建議。

減壓爐；運(yùn)行分析；熱效率；優(yōu)化建議

1 減壓爐運(yùn)行現(xiàn)狀分析

1.1 減壓爐的基本概況

長(zhǎng)慶石化公司500×104t/a常減壓蒸餾裝置減壓爐為圓筒形立式加熱爐，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷16.8 MW，操作彈性按照設(shè)計(jì)負(fù)荷的70～110%設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)熱效率91%，加熱爐為6管程爐管，輻射管、遮蔽管及遮蔽管上面三排對(duì)流管材質(zhì)為T5，其余對(duì)流管材質(zhì)為20#鋼。空氣預(yù)熱器采用熱管式，低溫段采用ND鋼，以耐煙氣露點(diǎn)腐蝕，保持加熱爐高效率。

1.2 減壓爐的運(yùn)行狀況分析

熱效率是指被加熱介質(zhì)有效吸熱量占燃料總發(fā)熱量的百分比。由于被加熱介質(zhì)的有效吸熱量不易計(jì)算，實(shí)際計(jì)算中一般采用由總放熱量減去各種熱損失的方法來(lái)求得。[1]。

其計(jì)算公式如下：

η=｛1-0.01*[（0.006549+0.032685α）（tg+1.3475*10-4tg2）-1.1]-0.035｝×100%[2]

結(jié)合減壓爐運(yùn)行參數(shù)，可得到下表

表1 減壓爐熱效率表

可以看出，減壓爐的熱效率并未達(dá)到設(shè)計(jì)的熱效率91%。而提高熱效率的途徑主要是降低過(guò)?？諝庀禂?shù)α和排煙溫度tg.

2 影響加熱爐熱效率的因素分析

2.1 過(guò)?？諝庀禂?shù)

在排煙溫度一定的情況下，過(guò)?？諝庀禂?shù)越大，熱效率越低。這是因?yàn)椋涸谂艧煖囟纫欢ǖ那闆r下，過(guò)?？諝庀禂?shù)越大，排煙量也越大，通過(guò)煙氣排出的熱量也會(huì)越多。熱量隨煙氣排入大氣，導(dǎo)致爐子的熱損失增加，熱效率下降。[3]

因此，減小過(guò)?？諝庀禂?shù)有諸多好處，但是這要有一個(gè)前提，即必須保證燃料的完全燃燒。若燃燒不完全，從表面上看是降低了煙氣中的氧含量，提高了熱效率，但是與此同時(shí)卻增加了燃料消耗量，并未使熱效率得到真正的提高。

2.2 排煙溫度

在氧含量一定的情況下，排煙溫度越高，熱效率越低。這是因?yàn)椋合嗤瑹煔饬壳闆r下，若排煙溫度高，煙氣帶走并排入大氣的熱量多，熱效率自然就會(huì)下降。

因此，設(shè)法降低排煙溫度，才能得到較高的熱效率。但是，這種降低也不是無(wú)限制的，它要受到露點(diǎn)腐蝕的限制。由于本裝置減壓爐所燒的減頂瓦斯中硫含量較高，因而露點(diǎn)腐蝕情況要特別注意[4]。

2.3 爐膛負(fù)壓

爐膛負(fù)壓是指爐內(nèi)壓力與同標(biāo)高處爐外大氣壓力之差。控制爐膛負(fù)壓是為了保證爐內(nèi)燃燒充分的一個(gè)指標(biāo)，負(fù)壓太大，操作波動(dòng)大時(shí)容易漏入大量冷空氣，熱損失增加，爐子熱效率下降；負(fù)壓太小，爐膛容易向外噴火，加大燃料消耗，影響設(shè)備及人員安全。因此，合理的控制負(fù)壓對(duì)提高熱效率有重要的意義。

2.4 燃料組成

加熱爐所燒燃料如何直接影響到爐管是否結(jié)垢和煙氣露點(diǎn)腐蝕是否嚴(yán)重。因此，關(guān)注燃料組成，有助于熱效率的優(yōu)化。

3 加熱爐熱效率的運(yùn)行優(yōu)化建議

3.1 減少漏風(fēng)，降低過(guò)?？諝庀禂?shù)

加熱爐對(duì)流段管箱不嚴(yán)漏風(fēng)是造成過(guò)?？諝庀禂?shù)偏大的常見因素之一。經(jīng)測(cè)試，加熱爐爐膛煙氣氧含量控制若低于2.0%，煙氣中CO含量明顯上升；若爐膛煙氣氧含量控制若低于1.0%，爐膛發(fā)暗，爐溫下降，煙囪可見黑煙。因此在保證燃料完全燃燒的情況下，將爐膛煙氣氧含量控制在2－3%的范圍,使得煙囪的煙氣氧含量控制在5%以內(nèi)，這樣可將過(guò)?？諝庀禂?shù)降低至1.35以下。

此外，條件允許的情況下，可以將鼓風(fēng)機(jī)改為變頻調(diào)節(jié)，增設(shè)變頻器，使氧含量低時(shí)，轉(zhuǎn)速增加；氧含量高時(shí)，轉(zhuǎn)速降低。[5]

3.2 保證對(duì)流段換熱良好，維持較低排煙溫度

隨著加熱爐運(yùn)行周期的延長(zhǎng)，對(duì)流傳熱效率逐漸下降，排煙溫度上升。在實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)流管積灰是主要影響因素。因此，需要增設(shè)煙氣余熱回收系統(tǒng)及可靠的吹灰清灰措施。這是降低最終排煙溫度的根本措施，但需要根據(jù)燃料的含硫量選取合適的余熱回收設(shè)備并確定合適的排煙溫度，以避免露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生。

3.3 避免露點(diǎn)腐蝕

降低露點(diǎn)腐蝕的措施主要有以下幾條：

1.提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度，從而可以提高預(yù)熱器冷端換熱面的壁溫，防止結(jié)露腐蝕。

2.采用低氧燃燒、低硫燃料。

3.4 更換新型燃燒器

針對(duì)燃燒器漏油、火嘴結(jié)焦等現(xiàn)象，長(zhǎng)慶石化公司常減壓裝置分別于2013年大檢修期間，將減壓爐12個(gè)燃燒器更換為L(zhǎng)GH型強(qiáng)化燃燒器。LGH型強(qiáng)化燃燒器相比之前的最大特點(diǎn)是可提供旋轉(zhuǎn)風(fēng)，提高爐管長(zhǎng)度方向和高度上熱強(qiáng)度的均勻性，最大限度地提高爐管低熱強(qiáng)度區(qū)域的熱強(qiáng)度，提高加熱爐熱負(fù)荷，同時(shí)降低了爐管局部高溫高熱強(qiáng)度區(qū)域的溫度,使?fàn)t管各個(gè)部位熱強(qiáng)度及管壁溫度非常均勻。燃燒器更換后，減壓爐各火嘴燃燒均勻，火嘴結(jié)焦及偏燒現(xiàn)象減少。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析,減壓爐的熱效率未達(dá)到設(shè)計(jì)的數(shù)值，由影響到熱效率的幾個(gè)因素著手，找到了幾條提高熱效率的方法：

（1）減少漏風(fēng)情況，降低過(guò)?？諝庀禂?shù)

（2）保證對(duì)流段換熱良好，維持較低排煙溫度，同時(shí)要注意避免露點(diǎn)腐蝕

（3）選用性能更好的新型燃燒器

[1]陳洪鈁，劉家祺.化工分離過(guò)程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]顧忠秀，顧飛燕，胡望明.化工熱力學(xué)第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[3]王穎，劉香蘭，申欣，賀兵.提高加熱爐熱效率途徑的探討.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2008,29(4):57-59.

[4]胡小平.提高加熱爐效率的改造方案.當(dāng)代化工,2008,37(3).

[5]李旭陽(yáng).提高管式加熱爐熱效率的幾項(xiàng)措施.2008，3(37).