常减压装置加热炉节能增效改造

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【摘 要】 对中国石油兰州石化分公司5.00Mt/a常减压蒸馏装置加热炉节能增效改造，通过对对流室与热管除灰系统、加热炉烟道及燃烧器，改造后的加热炉总体技术水平和主要经济指标达到国内同类装置先进水平，改造后两炉热效率提高2～3%，回收轻烃量增加0.2t/h，装置可实现满负荷生产。

【关键词】 常减压蒸馏装置 加热炉 热效率 改进措施

中国石油兰州石化分公司5.00Mt/a常减压蒸馏装置2003年建成投产，在实际生产中，装置两具加热炉排烟温度偏高，加热炉热效率长期不达标，特别是自产低压瓦斯去轻烃装置回收后，常压炉高压瓦斯火嘴少，热负荷不够，自产低压瓦斯只能少量进入轻烃回收装置，大部分仍作为燃料进行燃烧，既不经济，又不环保；另一方面，大量自产瓦斯燃烧极易造成加热炉燃烧不完全，产生的碳粒和燃料中的灰分等烟尘污染对流室炉管及热管外表面，除灰不及时会造成对流室及热管疏散型积灰沉积在烟气余热系统表面，影响传热，降低热效率。

1 加热炉余热系统回收流程

加热炉余热系统是由供风系统和排烟系统两部分组成，如图1所示。

此图供风系统由鼓风机抽入空气预热器强制通风，烟气过空气预热器由引风机抽合烟道排大气；在实际运行中发现排烟温度与过剩空气系数是影响此炉热效率的主要因素，通过改善设备与工艺管理措施来降低排烟损失，提高热效率。

2 存在问题及分析

（1）空气预热器是回收烟气余热的重要设备，排烟温度的高低主要取决于空气预热器的工作能力，除灰系统不完善与露点腐蚀都会影响其热效率。

（2）常压炉为双辐射室单对流室方箱炉，设计热效率92%。装置设计烟气出对流室温度为350℃，实际烟气出对流室温度为392℃，对流室取热不足，使得排烟温度最高时达235℃，加热炉热效率仅88.6%。

（3）减压炉为方箱炉，设计热效率92%。实际运行中加热炉排烟温度为194℃，加热炉热效率为89.2%。装置常压炉共有18个火嘴，其中6个火嘴只能使用自产低压瓦斯作燃料，若将自产低压瓦斯大部分改至550万轻烃回收装置，将导致常压炉热负荷不足，炉出口温度无法满足工艺要求。

因此，需对加热炉进一步改造，提高空气预热器换热效果，降低排烟温度，提高加热炉热效率，以达到节约燃料，降低装置能耗的目的；此外，将常压炉低压瓦斯火嘴，改为高低压联合火嘴，从而将自产瓦斯多改至轻烃回收装置，提高经济效益。

3 采取措施

预热器部分：将人工定期除灰改为低频声波除灰器，增加除灰器的数量与频率，彻底消除积灰死角，降低排烟温度。管式炉正常的过剩空气系数在烧气时α=1.05～1.35。在实际运行中，过剩空气系数高，过剩空气排入大气带走部分热量，燃料消耗增加，极易造成不完全燃烧，进一步降低热效率；故应控制瓦斯纯度、压力，提高操作人员技能水平，调整火嘴为齐火焰、短火苗，炉膛燃烧明亮。

常压炉部分：在原预热器烟气进口前部增加一台扰流子，紧贴原热管换热器侧壁增加一台热管换热器，原预热器除壳体利旧外，更换管板和热管。在下行烟道上将烟道接口向上提高5.4m开口。改造后，烟气经水平引出后，向下进入扰流子，换热后进入热管换热器，温度降低至140℃后进入引风机。空气由鼓风机送入并联的新增热管换热器及原改造热管换热器，然后经扰流子进入常压炉助燃。

减压炉部分：在原预热器空气进口前部增加一台热管换热器，紧贴原热管换热器增加一台热管换热器，对原预热器除壳体利旧，更换全部管板和热管。改造后，烟气水平先进入新增，换热后进入尾部热管换热器，烟气温度降低至140℃，后进入引风机。空气由鼓风机送入并联的新增热管换热器及原改造热管换热器，然后经扰流子进入常压炉助燃。

火嘴：将常压炉6个低压瓦斯火嘴更换为高低压瓦斯联合火嘴，使低压瓦斯多进入轻烃回收装置时，这6个火嘴可使用高压瓦斯作燃料，从而保证常压炉热负荷。

改造前后加热炉排烟温度及热效率对比见表1。

改造后，常压炉排烟温度由185℃降低至138℃，热效率由88.6%提高至91.6%；减压炉排烟温度由194℃降低至134℃，热效率由89.2%提高至91.9%。较改造前常、减压炉热效率分别提高3.0%和2.7%。

此外，火嘴更换后，装置初常顶低压瓦斯可多改至轻烃回收，从而多回收轻烃0.2t/h。

4 结语

（1）热管空气预热器有着效率高、投资省、维修方便等优点，能更好的提高热效率。（2）热管长周期、高效运行，并不是排烟温度越低越好，而是要在露点腐蚀和排烟温度两条界线间寻找一个最佳点。（3）工艺操作管理，提高操作人员业务素质是提高热效率的重要途径。