催化重整四合一爐對流室產汽系統的改造

摘 要：降低加熱爐排煙溫度充分回收煙氣熱能是提高加熱爐熱效率的一種重要途徑。此次大修期間對重整四合一爐對流室余熱鍋爐增加翅片管，有效的降低排煙溫度，將加熱爐的熱效率提高3個百分點。

關鍵詞：對流室；加熱爐；翅片管；熱效率

連續重整主要反應均為強吸熱反應，需在530℃左右的高溫下進行。燃料是重整裝置最大的能耗來源，占裝置總能耗的76%左右，占裝置加工成本的40%左右[1]。節能降耗是當前作為提高石化煉廠經濟效益的一個重要手段。為了降低加熱爐的排煙溫度，提高加熱爐熱效率，廣州石化在2014年對重整裝置加熱爐熱效率偏低原因進行分析，實施在對流室余熱鍋爐增加翅片管32根的措施，取得顯著效果。

1 改造前狀況

廣州石化1000kt/a催化重整聯合裝置是我國自主研發設計的第一套超低壓連續重整，于2009年4月建成投產。

裝置包括預加氫單元和重整反應再生單元及芳烴抽提單元，共有8臺加熱爐。在原始設計中，重整反應四合一爐采用自然通風模式，沒有余熱回收系統，但設有一套中壓產汽系統。排煙溫度見表1。

表1 催化重整裝置改造前后加熱爐排煙溫度（℃）

在此次大檢修期間，為提高加熱爐的熱效率，對加熱爐進行升級改造，主要采取以下措施：

（1）在余熱鍋爐的蒸發段增加32根翅片管，用以降低加熱爐排煙溫度，充分回收煙氣熱能，多產3.5MPa中壓飽和蒸汽。

（2）對加熱爐爐頂襯里進行修復，減少散熱損失。

（3）改用新型高效燃燒器，強化燃燒效果，提高燃料利用率。

2 改造設計主要技術指標

2.1 提高加熱爐熱效率的措施

回收煙氣余熱，提高加熱爐熱效率必須是技術上先進可靠能長周期安全運轉、操作上簡單方便、經濟合理。因此必須進行技術經濟評估，不可盲目追求過高的熱效率。[2]

提高加熱爐的熱效率的方法有，降低排煙溫度提高煙氣的回收率；降低過剩系數減少煙氣的熱損失；減少不完全燃燒損失；減少熱損失。

加熱爐對流段余熱鍋爐增加翅片管，相比煙氣余熱回收系統，具有投資少、占地面積小、施工周期短、易于操作等優點。結合大修時間短、大修費用緊張的特點，選用增加翅片管作為本次加熱爐改造的主要措施。

2.2 余熱鍋爐改造情況

余熱鍋爐是利用重整四合一爐內的高溫煙氣余熱傳遞給水，水汽化后被加熱成為合格過熱蒸汽的大型節能設備。余熱鍋爐工作主要包括高溫煙氣將熱量傳遞給鍋爐受熱面，鍋爐受熱面將吸收的熱量傳遞給受熱面內的爐水產生飽和蒸汽。飽和蒸汽進入過熱器加熱，通過調節后，產生合格的過熱蒸汽，供裝置C201、C202的汽輪機和芳烴抽提單元使用，不足部分由管網來3.5MPa蒸汽補充。產汽系統工藝流程見圖1。

四合一爐對流段余熱鍋爐分為四個模塊，分別為：模塊四（省煤段）、模塊三（蒸發段）、模塊二（過熱段）、模塊一（水保護段），此次在蒸發段增加32根翅片管，見圖2和圖3。改造前后設計參數情況見表2。

3 改造及投用效果

3.1 項目實施改造情況

催化重整裝置四合一加熱爐對流段余熱鍋爐新增加翅片管項目于2013年12月25日開始施工，此次施工過程中檢修采用“盲頭”穿管新技術，比施工周期提前5天完成，于2014年1月23日投入生產穩定運行。大修加熱爐改造施工情況見圖4。

3.2 投用后效果

催化重整對流段余熱鍋爐改造項目投用后穩定運行達到預期的效果，各項技術指標達到國內同類裝置的最高水平，改造前后的數據如圖5所示。

此項目的實施，有效的提高了加熱爐的熱效率，使加熱爐的排煙溫度由原來的175℃降低至138℃。

3.3 主要經濟效益

該項目實施后余熱鍋爐產汽系統可以增產3.5MPa中壓蒸汽26280t/a，按照中壓蒸汽200元（噸）計算增加經濟效率26280×200=525.6萬/年，如圖6所示。

4 結束語

與傳統的加熱爐增加余熱回收系統相比，經過對重整四合一加熱爐對流室的改造，有效的降低重整四合一加熱爐的排煙溫度，增大對排煙熱量的回收，使加熱爐的熱效率平均提高約3個百分點，增產3.5MPa中壓蒸汽3t/h，經濟效益較好，具有投資低回報高優勢。

參考文獻

[1]徐承恩.催化重整工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2006：876-882.

[2]煉油設備工程師手冊[M].北京：中國石化出版社，2010：158-159.

作者簡介：梁磊（1985，11-），男，2007年畢業于西安石油大學過程裝備與控制工程專業，學士，現工作單位：中石化股份有限公司廣州分公司煉油二部，工程師，主要從事設備技術管理工作。