提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率的技改措施

靳松(中國石油玉門油田分公司煉化總廠焦化車間，甘肅 酒泉 735299)

提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率的技改措施

靳松(中國石油玉門油田分公司煉化總廠焦化車間，甘肅 酒泉 735299)

本文分析了影響加熱爐效率的因素，針對延遲焦化裝置加熱爐熱效率的提高進行了深入的研究分析，結合本次研究，發表了一些自己的建議看法，希望對提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率起到一定的參考和幫助。

延遲焦化裝置；加熱爐；熱效率；改進

在延遲焦化裝置中，焦化加熱爐屬于其中的關鍵設備，焦化加熱率的燃料氣消耗量超過總耗能77%【1】。在衡量加熱爐先進行方面，熱效率是其中一項非常關鍵的指標，想要降低裝置能耗，創造出更多的經濟效益，提高加熱爐熱效率是其中一項非常重要的內容【2】。洛陽石化延遲焦化裝置選擇的是一爐兩塔流程，經過加熱，可以使減壓渣油溫從300℃加熱至492℃。在實際的運行過程中，洛陽焦化加熱爐熱效率與國際上同行業先進水平相比有著一定的差距，為了降低裝置的實際能量消耗量，需要對其進行改進。

1 影響加熱爐效率的因素

第一，加熱爐排煙溫度高，所使用的空氣預熱器參數：預熱前煙氣溫度380℃，空氣溫度14.2℃，煙氣經過空氣預熱器之后的溫度為160℃，排出的空氣溫度我290℃，可回收4983kW余熱【3】。但是在生產過程中，受到多方面因素影響，實際排煙溫度為140℃，雖然該溫度超過了排煙溫度設計指標，但是對于低硫燃料氣而言，該溫度還偏高，遠遠超過實際測量溫度，使得加熱爐熱效率存在較大的提升空間。第二，過剩空氣系數1.30，雖然與同類設計平均水平一致，但是和設計值1.15相比，還有0.15的差距，過剩空氣系數仍有較大的降低空間。第三，在加熱爐燃燒器的操作方面，其彈性范圍較小，調節比不高，非常容易有局部過熱現象出現，難以實現對燃燒狀況的調節，CO的含量容易超過標準值，爐管表面出現嚴重的積碳現象。第四，加熱爐表面的溫度過高，存在非常大的散熱損失。第五，在控制程度方面缺乏精密性，難以實現精確調節，很大程度上提高了工作人員的勞動強度。第六，在儀表監控方面存在問題，難以實現對加熱爐運行狀況的實時監測。

2 提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率的措施

2.1 改進燃燒器

之前的燃燒器，爐管兩側火焰垂直向上燃燒，在燃燒過程中火焰比較容易出現偏斜等現象，難以實現均勻的傳熱，造成局部結焦，降低加熱爐的使用效率，在對燃燒器改進之后，有著以下幾個方面的優勢：首先，可以實現對燃料的分級燃燒，應用了先進的多孔分級燃燒技術；其次，使用了異形火道磚，這種磚在配風作用方面表現的較為獨特，能夠實現燃料氣階段性的混合至助燃空氣中，不僅可以降低火焰最高溫度，還能降低煙氣中的CO以及NO的含量；最后，將熱壁輻設技術應用在燃燒器中，燃料氣燃燒的熱量傳遞至爐壁，再傳遞至爐管，最后傳遞到管內渣油中，通過這種熱傳遞方式，能夠實現對爐管的均勻加熱，避免爐管內渣油出現結焦、局部過熱等現象，提高總傳熱系數，增強了加熱爐的加熱效率，能夠使爐管使用壽命以及操作周期得到延長。

2.2 改進空氣預熱器

之前的空氣預熱器換熱面積小，無法滿足實際的使用要求，排煙溫度高，沒有實現對煙氣余熱的高效回收。通過對空氣預熱器進行改進，新增加539根排熱管。煙氣在經過原有熱管空氣預熱器后，進入到新增的空氣預熱器中，與空氣進行換熱，通過二次換熱的方式使排煙溫度進一步降低，在完成改造之后，可以將排煙溫度控制在118℃左右。

2.3 改進控制技術

選擇APC控制技術對加熱爐進行控制，這種控制技術通過對模型的預測控制以及抑制各類干擾變量，進而降低加熱爐因為操作變動出現的波動，實現對控制目標的優化。這種技術的優勢主要表現在以下兩個方面，第一，對之前的算法進行了改進，使得模型預測控制的準確性和有效性得到顯著的增強和提高；第二，將在線優化器置于產品內部，能夠實現對經濟優化目標的獲取，在使控制對象的平穩性得到保證之后，實現經濟方面的優化。

2.4 增添加熱爐儀表監測

加熱爐各項操作離不開儀表監測信息的支撐，為了保證加熱爐高效安全運行，需要在原有的儀表基礎上進行適當的增加。之前的加熱爐爐管表面溫度熱電耦數量較少，與同類裝置相比存在一定的差距，難以實現對加熱爐運行的有效監測。在增加28支熱電偶以及兩個負壓表之后，很大程度上提高了氧含量監測準確性，更好的監控加熱爐爐管的運行以及燃燒狀況，提高加熱爐熱效率調節效果。

2 優化前后加熱爐熱效率對比

在保持其他方面因素一致的情況下，選擇2103改造前1-6月份加熱爐熱效率與改造后2015年1-6月份加熱爐熱效率進行對比，加熱爐熱效率由之前的91.54%提高至93.82%，提高量2.28%，改造效果十分顯著。

3 結語

為提高延遲焦化裝置加熱爐熱效率，從燃燒器、空氣預熱器、控制技術、監測儀表等方面出發，對延遲焦化裝置進行改進，在改進后，加熱爐熱效率提高2.28%，改造效果十分顯著，完成了裝置節能降耗和增效目標。

[1]龔朝兵,周雨澤等.延遲焦化裝置的能耗分析及節能優化實踐[J].中外能源,2013,01:84-88.

[2]王培超.延遲焦化裝置有效能分析[J].中外能源,2013,03: 85-88.

[3]張宗有,趙永山等.延遲焦化裝置節能降耗措施[J].煉油技術與工程,2014,02:52-55.