(中國(guó)石化 洛陽(yáng)分公司,河南 洛陽(yáng) 471012)

0 前言

Szorb裝置主要用于降低催化裂化穩(wěn)定汽油中的硫，實(shí)現(xiàn)國(guó)V汽油的質(zhì)量升級(jí)，與傳統(tǒng)加氫技術(shù)相比，具有脫硫率高、辛烷值損失小、劑耗少、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定等突出特點(diǎn)。中國(guó)石化洛陽(yáng)分公司150萬(wàn)t/a Szorb裝置于2013年10月一次開(kāi)車成功，隨著加工量的增大，2019年6月擴(kuò)能至180萬(wàn)t/a。

1 存在問(wèn)題

擴(kuò)能改造后，按設(shè)計(jì)要求Szorb裝置加熱爐爐管在原有長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上加長(zhǎng)3 m，共增加爐管48根，新增加熱爐氧含量≥1%聯(lián)鎖條件。擴(kuò)能后的加熱爐熱效率滿足了設(shè)計(jì)的要求，但低于檢修前的93.2%，增大裝置能耗，增加裝置運(yùn)行成本。本文通過(guò)對(duì)加熱爐熱效率影響因素進(jìn)行探討，并采取相關(guān)措施，取得良好效果。

2 影響加熱爐熱效率的因素

2.1 加熱爐排煙溫度

降低加熱爐排煙溫度從而減少排煙熱損失，但排煙熱損失在加熱爐的熱損失中占有極大的比例，降低排煙溫度在技術(shù)方面主要受煙氣露點(diǎn)的限制，低于露點(diǎn)腐蝕會(huì)損壞排煙系統(tǒng)。從理論上講，排煙溫度可以降低到環(huán)境溫度，但在實(shí)際工程中不太可能實(shí)現(xiàn)，主要因?yàn)榕艧煖囟鹊慕档褪芙?jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面的限制。隨著排煙溫度的降低，煙氣余熱回收系統(tǒng)的末端溫差越來(lái)越小，傳熱效果也越來(lái)越差，回收余熱的換熱面積也就越來(lái)越大。

2.2 過(guò)?？諝庀禂?shù)

加熱爐通過(guò)燃料供熱，在化學(xué)平衡的空氣體積(理論空氣體積)下，燃料不能完全燃燒，它只能在一定過(guò)量空氣下完全燃燒。燃燒器燃燒過(guò)程中調(diào)節(jié)負(fù)荷的受控參數(shù)主要是氣體流量和助燃空氣流量。如果空氣流量系數(shù)過(guò)大，火焰溫度會(huì)降低，熱損失會(huì)增加，會(huì)造成爐膛和加熱管的氧化燃燒損失。如果空氣流量系數(shù)太小，會(huì)導(dǎo)致燃料燃燒不完全，不能滿足燃燒的技術(shù)要求。同時(shí)，煙氣中殘留大量可燃?xì)怏w和一氧化碳，不僅會(huì)造成廢氣的化學(xué)熱損失，還會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境、浪費(fèi)能源和腐蝕設(shè)備。若煙氣不能及時(shí)排除,還存在爆炸的安全隱患，因此,空氣和燃料氣在燃燒時(shí)的比例控制是整個(gè)燃燒過(guò)程控制的核心。

2.3 煙氣含氧量

加熱爐煙氣含氧量的上升表明進(jìn)入加熱爐的過(guò)量空氣過(guò)多。在排出的煙氣中，大量過(guò)量空氣帶走熱量并將其排放到大氣中，增加了加熱爐的熱損失并導(dǎo)致熱效率降低。在加熱爐燃燒過(guò)程中，燃?xì)獬煞趾蜔嶝?fù)荷隨季節(jié)變化而變化，加熱爐燃燒所需的空氣量也相應(yīng)變化，從而影響加熱爐煙氣中氧含量和過(guò)量空氣系數(shù)的變化。這種變化對(duì)煙氣熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失和加熱爐熱效率有很大影響。

2.4 不完全燃燒損失

不完全燃燒會(huì)造成熱量損失，降低熱效率。減少不完全燃燒損失的措施是選擇性能良好的加熱爐火嘴，并定期及時(shí)維護(hù)，使加熱爐火嘴長(zhǎng)時(shí)間保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3 熱效率

熱效率是衡量燃料氣消耗、評(píng)價(jià)加熱爐設(shè)計(jì)和操作水平的重要指標(biāo)，也是表示加熱爐提供的能量被有效利用的程度，其公式表示為：

η=被加熱介質(zhì)吸收的有效熱量/供給加熱爐的能量

4 提高加熱爐熱效率的措施

4.1 優(yōu)化流程

優(yōu)化反吹氫(殼程)/反應(yīng)產(chǎn)物(管程)換熱器流程：將加熱爐對(duì)流段熱氫氣改至反吹氫/反應(yīng)產(chǎn)物換熱器管程，代替反應(yīng)產(chǎn)物與反吹氫進(jìn)行換熱后溫度達(dá)240 ℃。隨著過(guò)多的氫氣經(jīng)過(guò)加熱爐對(duì)流段帶走熱量，降低加熱爐對(duì)流段溫度，達(dá)到降低加熱爐排煙溫度的目的。通過(guò)優(yōu)化流程后，加熱爐對(duì)流段出口溫度由372 ℃下降至338 ℃，降低了34 ℃，排煙溫度由最初的128 ℃下降至107 ℃，降低了21 ℃，通過(guò)表1可以看出，隨著排煙溫度的逐步下降，加熱爐熱效率呈逐步上漲趨勢(shì)。

4.2 優(yōu)化加熱爐氧含量

2019年6月Szorb裝置擴(kuò)能改造后，SIS系統(tǒng)新增加熱爐過(guò)?？諝?1%聯(lián)鎖條件。開(kāi)工初期，加熱爐氧含量?jī)x表AI6001A頻繁出現(xiàn)故障，為保持平穩(wěn)運(yùn)行，氧含量維持在2%～3%。18日后開(kāi)始針對(duì)加熱爐氧含量重新匹配加熱爐風(fēng)量以及加熱爐煙道擋板開(kāi)度。截至目前，加熱爐的氧含量實(shí)現(xiàn)卡邊控制，加熱爐熱效率從最初的92.14%提高至93.45%。

表1 優(yōu)化流程中的排煙溫度與加熱爐熱效率

4.3 定期維護(hù)燃燒器

建立維護(hù)燃燒器臺(tái)賬，定期組織人員針對(duì)燃燒器進(jìn)行檢查和清理，防止火嘴積碳，減少不完全燃燒損失，避免瓦斯消耗增加，預(yù)防加熱爐煙氣氮氧化物含量超標(biāo)。

5 結(jié)論

通過(guò)以上幾項(xiàng)優(yōu)化措施，Szorb裝置的加熱爐熱效率得到有效的提高，熱效率可達(dá)到93.5%，下一步將針對(duì)加熱爐排煙溫度儀表參數(shù)進(jìn)行深入優(yōu)化，力爭(zhēng)加熱爐熱效率達(dá)到更加先進(jìn)水平。