加熱爐配風優化調試

楊健 賈中輝（中國石油大港石化公司）

加熱爐配風優化調試

楊健 賈中輝（中國石油大港石化公司）

針對加熱爐原有燃燒控制方案存在問題，依據加熱爐理論配風量進行優化調試，保持加熱爐各火嘴在接近理論配風量下安全燃燒，從而改善了加熱爐的燃燒效果。實際優化調試表明，可以提高加熱爐效率0.34%，降低氮氧化合物排放44.22%，同時一定程度上降低電耗，在節能、減排方面均具有較好效果，為企業帶來了良好的經濟效益及環境效益。

理論配風；熱效率；氮氧化合物；調試

引言

在煉油企業中，加熱爐是重要的耗能設備，也是氮氧化物等污染物排放的主要設備。隨著國家對節能減排工作力度的逐步加大，企業在節能減排方面面臨的壓力也越來越大。因此，對加熱爐等主要耗能和污染物排放設備的節能減排工作也越來越重視[1]。

在提高加熱爐熱效率、降低氮氧化合物排放方面，國內進行了多項研究和探索。例如采用高效、低過剩空氣系數、低NOX、低噪聲的燃燒器，降低過?？諝庀禂?，減少NOX排放；通過對燃料進行脫硫處理，便于降低排煙溫度；采用輕質澆注料和致密陶纖輻射室襯里以及襯里表面噴涂節能涂料的方法，降低爐體表面散熱損失；通過更換看門孔、防爆門，對流箱采用全封密結構，減少爐體漏風量，這些措施使加熱爐的熱效率得到很大提升。

目前，國內加熱爐排煙中的氧含量多數控制在2%～5%之間，空氣處于較大量過剩狀態。如何通過降低過剩空氣量，使加熱爐達到最佳燃燒狀態，在提高熱效率同時可以減少CO2和NOX的排放是未來研究的主要方向。根據加熱爐理論配比燃燒技術對常壓爐、加氫裂化反應爐、連續重整四合一爐、汽柴油加氫加熱爐進行調整，為下一步節能降耗以及檢修改造提供技術支撐。

1 目前加熱爐排放存在的問題

根據國家最新發布的排放標準，2017年7月1日之前NOX排放限值需降至100 mg/m3以下，目前公司共有常壓爐等15套加熱爐，其燃燒過程控制全部采用氧含量控制技術，氧含量控制在2%～5%之間，但存在部分加熱爐效率偏低、NOX排放值在100 mg/m3以上情況，具體數據見表1。

2 加熱爐原有控制方案

常壓爐的設計熱負荷為47 MW，燃料按30%的燃料油摻混70%的燃料氣時，設計熱效率為91.2%，實際生產中除冬季個別時段外燃料均為100%燃料氣。每臺燃燒器上均設有手動調風擋板，使每臺燃燒器的供風量相匹配；根據輻射頂煙氣氧含量，調節風機進口蝶閥，控制供風量；根據輻射頂煙氣負壓值調節煙道擋板開度；在爐底風道上設置了氣動快開風門，當鼓風機出現故障時，氣動快開風門自動打開，使燃燒器由強制通風轉換為自然通風，同時打開煙囪密封擋板，維持加熱爐正常操作。

3 技術原理

將煙氣中的CO控制在微量水平，實現燃料和空氣的理論配比，使燃燒處于不完全燃燒和完全燃燒的臨界狀態。加熱爐在接近理論配風量的燃燒狀態下，從源頭上節省燃料，在降低過剩空氣量和提高熱效率方面效果明顯，同時可以減少二氧化碳和氮氧化物的排放。

在燃燒過程中，加熱爐煙氣中的O2與CO含量有一定關系，CO/O2/NOX關系如圖1所示：

表1 加熱爐數據

表2 加熱爐調試數據

圖1 CO/O2/NOX關系

4 調試方案與實施效果

1）常壓爐氧含量由2.3%降至2%，調整爐膛負壓等參數，穩定2 h，聯系分析中心在線監測氧含量、氮氧化合物、一氧化碳后繼續下調氧含量。

2）按照0.2%的幅度下調氧含量，每降低0.2%，調整爐膛負壓等參數，穩定2 h，聯系分析中心在線監測氧含量、氮氧化合物、一氧化碳后繼續下調氧含量。

3）氧含量降至0.8%（目標降至0.5%）后，每降低0.1%，調整爐膛負壓等參數，穩定2 h，聯系分析中心在線監測后氧含量、氮氧化合物、一氧化碳繼續下調氧含量。

5～8天對常壓爐進行調試，具體數據見表2。從表2可以看出氧含量降低至0.55%后加熱爐效率提高0.34%，NOx含量下降至39 mg/m3，同時在現場未調整情況下加熱爐燃燒基本無變化。此外鼓風機和引風機變頻開度分別下降7%、3%，一定程度上降低了裝置電耗。

5 結論

對加熱爐進行優化調試，保持各火嘴在接近理論配風量下安全燃燒，可以實現加熱爐的精細化操作，加熱爐效率提高0.34%，氮氧化合物排放降低44.22%，同時一定程度上降低了電耗，在節能減排方面具有較好效果，為企業帶來了良好的經濟效益及環境效益。

[1]杜鵬.加熱爐低氧燃燒控制技術的應用[J].石油石化節能與減排，2015，5（2）：41.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.02.015

2016-11-28

（編輯 李珊梅）

楊健，高級工程師，1986年畢業于華南工學院（橡膠制品專業），現從事煉油管理工作，E-mail：ahui.163@163.com，地址：天津市大港油田花園路東大港石化公司技術處，300280。