對(duì)優(yōu)化加熱爐工藝運(yùn)行的研討

李德臣

摘 要：通過(guò)研究中國(guó)石油撫順石油化工公司石油二廠3.5×105 t/年糠醛精制裝置的生產(chǎn)工藝，開(kāi)展了有針對(duì)性的工業(yè)試驗(yàn)對(duì)比，摸索出降低裝置能耗的生產(chǎn)運(yùn)行控制措施，進(jìn)而指導(dǎo)裝置的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)裝置能耗指標(biāo)的降低，大幅度提升了裝置的運(yùn)行效益。

關(guān)鍵詞：糠醛精制裝置；加熱爐；燃料氣；排煙溫度

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.115

1 裝置簡(jiǎn)介

執(zhí)行正序生產(chǎn)方案時(shí)，裝置原料來(lái)源于8.0×106 t/年蒸餾裝置生產(chǎn)的減二、三、四線減壓側(cè)線蠟油；執(zhí)行反序生產(chǎn)方案時(shí)，裝置原料來(lái)自酮苯脫蠟脫油裝置的減二至減四線脫蠟油。裝置由抽提系統(tǒng)、精制液溶劑回收系統(tǒng)、抽出液溶劑回收系統(tǒng)、水溶液回收系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、發(fā)汽系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)組成。目的產(chǎn)品為精制油和副產(chǎn)品抽出油，精制油經(jīng)后序生產(chǎn)裝置酮苯脫蠟脫油、加氫精制、白土精制、石蠟成型裝置，產(chǎn)品為潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油及石蠟，抽出油作為2.4×106 t/年延遲焦化原料使用。

2 問(wèn)題原因分析

3.5×105 t /年糠醛精制裝置2013年裝置累計(jì)開(kāi)工時(shí)間為184 d，加工大蒸餾減四線餾分油，全年總加工量為156 739 t，日均852 t。其中，糠醛精制油13 543 t，收率86.41%，年度能耗完成值40.12 kgeo/t。3.5×105 t/年糠醛精制裝置2013年能耗數(shù)據(jù)如下：

燃料氣：年度累計(jì)30.41 Kgeo/t，能耗占比75.8%，要素排序?yàn)?；

電：年度累計(jì)3.835 Kgeo/t，能耗占比9.56%，要素排序?yàn)?；

1.0 MPa蒸汽：年度累計(jì)2.889 Kgeo/t，能耗占比7.2%，要素排序?yàn)?；

循環(huán)水：年度累計(jì)1.965 Kgeo/t，能耗占比4.898%，要素排序?yàn)?；

除氧水：年度累計(jì)0.86 Kgeo/t，能耗占比2.143%，要素排序?yàn)?；

新鮮水：年度累計(jì)0.019 Kgeo/t，能耗占比0.034 736%，要素排序?yàn)?；

能耗合計(jì)：年度累計(jì)40.12 Kgeo/t，能耗占比100%.

由上數(shù)據(jù)可看出，燃料氣的消耗情況是裝置節(jié)能降耗的最重要因素，控制燃料氣消耗是降低能耗最直接、最有效的手段。

2.1 燃料氣消耗分析

影響燃料氣消耗的主要因素為燃料氣組成、壓力、熱值的變化導(dǎo)致消耗的變化。當(dāng)裝置加工量、溶劑比、加熱爐進(jìn)料量一定，燃料氣壓力相對(duì)平穩(wěn)時(shí)，監(jiān)測(cè)燃料氣的用量變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，燃料氣用量變化較大，波動(dòng)范圍為700～1 500 kg/h，裝置設(shè)計(jì)燃料氣用量為900 kg/h。由此可推斷是由于燃料氣組成的不穩(wěn)定導(dǎo)致燃料氣用量的大幅波動(dòng)，燃料氣組成的變化直接造成燃料氣熱值的變化，因此，燃料氣組成的相對(duì)穩(wěn)定是影響裝置能耗的重要因素。

2.2 加熱爐運(yùn)行工況及熱效率分析

加熱爐的運(yùn)行工況及熱效率可以反映出以下兩方面的情況：①外網(wǎng)燃料氣組成和燃料氣壓力的波動(dòng)變化。對(duì)裝置操作而言，外網(wǎng)燃料氣組成和燃料氣壓力的波動(dòng)變化是被動(dòng)和不可控的。②裝置內(nèi)加熱爐工藝操作的穩(wěn)定性。在保證加熱爐燃燒效果的情況下，強(qiáng)化加熱爐管理。操作人員隨裝置負(fù)荷變化通過(guò)強(qiáng)化運(yùn)行控制，以提高加熱爐熱效率、降低燃料消耗為目標(biāo)；通過(guò)重點(diǎn)關(guān)注影響加熱爐熱效率的氧含量、排煙溫度、負(fù)壓值、爐膛溫度等指標(biāo)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)節(jié)；通過(guò)調(diào)整“三門(mén)一板”，降低煙氣氧含量，保證氧含量控制在3%～4%的合理區(qū)間。冬季生產(chǎn)控制氧含量尤為重要，減少加熱爐冷空氣量的帶入，將控制爐膛負(fù)壓控制在-50～-20 kPa區(qū)間；關(guān)注加熱爐排煙溫度，既要保證排煙溫度不能過(guò)高，以免增加熱量損失，又要保證排煙溫度不能過(guò)低，以免造成加熱爐露點(diǎn)腐蝕，縮短設(shè)備的使用壽命。給加熱爐平穩(wěn)進(jìn)料，根據(jù)加熱爐火焰的顏色、煙氣組成變化、火嘴燃燒狀態(tài)及燃料氣是否帶液等情況及時(shí)進(jìn)行操作調(diào)整。

3 加熱爐優(yōu)化運(yùn)行的建議及改進(jìn)措施

加熱爐優(yōu)化運(yùn)行的措施主要有以下幾點(diǎn)：①投用空氣預(yù)熱器系統(tǒng)，高效回收精制油熱量；②控制好氧含量、爐膛負(fù)壓、排煙溫度和爐膛溫度等指標(biāo)；③不斷優(yōu)化工藝操作，提高加熱爐熱效率；④采用高效隔熱襯里，降低爐體熱損失；⑤控制溶劑比，減少溶劑循環(huán)量，從而降低加熱爐負(fù)荷；⑥強(qiáng)化操作管理，優(yōu)化加熱爐系統(tǒng)儀表PID設(shè)置，精準(zhǔn)控制儀表，確保加熱爐不超溫，避免或減少爐管結(jié)焦，提高爐管傳熱效率；⑦控制火焰高度，在滿足爐出口溫度時(shí)，降低爐膛溫度和排煙溫度；⑧做好爐體相關(guān)組件的密封工作，減少熱量散失；⑨控制加熱爐進(jìn)料量的相對(duì)平穩(wěn)，避免因進(jìn)料量的波動(dòng)而導(dǎo)致燃料氣的波動(dòng)；⑩加強(qiáng)瓦斯流量、壓力、攜帶殘液的監(jiān)控和檢查，提高操作預(yù)見(jiàn)性，實(shí)現(xiàn)加熱爐的安全、平穩(wěn)運(yùn)行。表1為3.5×105 t/年糠醛精制裝置實(shí)施改進(jìn)措施前、后的能耗數(shù)據(jù)對(duì)比表。

表1 3.5×105 t/年糠醛精制裝置實(shí)施改進(jìn)措施前、后的能耗數(shù)據(jù)對(duì)比表

項(xiàng)目 單位 2013年累計(jì) 2014年累計(jì) 降比/（%） 節(jié)約燃料氣量/t

燃料氣 Kgeo/t 30.41 21.01 30.91 2 769

電 Kgeo/t 3.835 3.65 — —

1.0 MPa蒸汽 Kgeo/t 2.889 0.90 — —

循環(huán)水 Kgeo/t 1.965 1.38 — —

除氧水 Kgeo/t 0.86 0.52 — —

新鮮水 Kgeo/t 0.019 0.01 — —

能耗合計(jì) Kgeo/t 40.12 27.47 31.53 —

通過(guò)采取上述措施，從能耗占比最大的燃料氣入手，不斷摸索和優(yōu)化加熱爐工藝，以提高加熱爐的運(yùn)行效率，降低燃料氣的消耗。2014年按可比口徑實(shí)現(xiàn)節(jié)約燃料氣2 769 t，能耗降低31.53%，實(shí)現(xiàn)了裝置降本降耗的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)了裝置經(jīng)濟(jì)效益的大幅提升。

〔編輯：劉曉芳〕