乙苯裝置熱載體加熱爐改造

馬德文（中海油東方石化有限責任公司，海南 東方572600）

干氣制乙苯裝置有機熱載體燃氣加熱爐F101 是以烴化尾氣為燃料，以熱載體為載熱體，利用熱油循環泵強制熱載體液相循環，在爐內吸熱升溫后，將熱能輸送給用熱設備，在放熱降溫后，返回加熱爐重新加熱的直流式特種工業爐。

1 設備概況

型式：立式底燒盤管式

爐管內介質熱載體，液相循環使用。

加熱爐型號：YQL-10000Q 熱效率：≥92%

介質正常使用溫度250～305℃，最高315℃；

熱媒品種：NeoSK-OIL 500

壓力：熱載體入口1.1MPaG

熱媒流量：350～450m3/h/臺，加熱爐管內導熱油流量變化范圍60%～120%；

正常負荷(兩臺并聯操作)12.0298×106kcal/h，

熱媒爐數量：2 臺并聯操作，單臺最大負荷8.421×106 kcal/h，操作彈性50%～120%；

開工初期的燃料氣為催化干氣，正常工況燃料氣為烷基化尾氣和不凝氣混合氣。該加熱爐采用順控自動點火，負荷連續全自動調節，非正常工況的安全報警及聯鎖保護。加熱爐的常規控制由DCS實現，安全聯鎖保護由SYS實現。

2 運行中發現的問題

乙苯裝置于2015 年1 月份開工運行，熱載體燃氣加熱爐F101同步投用。

在使用過程中，在裝置的幾次開工過程中，均出現了順控點火困難，只能采用人工強制點火，危險性大，開工初期低負荷時，火焰不穩定，三取二火檢不易檢測到火焰易熄火導致聯鎖停機等問題。

同時，國家環保排放標準的升級，NOX排放由240mg/Nm3提高到不大于80mg/Nm3，導致NOX排放超標。

3 原因分析及改造目標

針對上述問題，我們認真分析，查找原因，認為主要有以下幾點原因：

（1）運行期的燃料氣組分與原設計的燃料氣組分發生了變化，燃燒器對燃料氣的適應范圍較窄，燃燒效果不好，導致點火困難及燃燒不穩定。燃料氣組分見表1、表2。

表2 現燃料氣組分

表1 原設計燃料氣組分

（2）原燃燒器的燃燒技術已不能滿足NOX排放要求。

（3）原燃燒器控制程序為PLC控制，改為DCS控制后，控制程序為廠家解密自編程序，控制精度與原程序有差距。

（4）鼓風機未配變頻器，風量不易控制。

針對所分析的原因，本次改造要達到以下目標：

（1）燃燒器要適用于各個階段燃料氣的組分，燃燒穩定。

（2）選用高效燃燒器，NOX排放達標。

（3）自動點火一次成功率100%，負荷調節精確。

4 改造主要措施

為達到本次改造目的，與多家燃燒器廠家進行交流，最終確定了改造方案，主要措施如下：

（1）選用新型燃燒器，燃燒器的火嘴設計要適用于三種工況燃料氣的組分。

（2）燃燒器采用二段燃料低NOX 燃燒技術，降低排放煙氣中的NOX排放。NOX濃度：＜50mg/Nm3，熱效率≧92%。

（3）增加風機變頻器，便于風量調節。

（4）儀控主要改造內容：

F10A/B 加熱爐控制采用就地PLC 控制，實現點火（自動與手動）控制、燃燒器負荷自動調節，即燃料氣的自動PID調節與助燃空氣比例調節，確保熱媒出口溫度在控制范圍內±1℃的精度。實現燃燒系統不間斷連續穩定運行、負荷20%～100%范圍內連續可調。

控制系統改造在保證原裝置結構基本不動的條件下，進行局部改造。

控制柜具有手動/自動點火操作功能、手動/自動溫度調節功能。采用就地點火方式。火焰檢測仍然采用三套火檢進行檢測。長明燈、主火檢仍采用原德國（DURAG）三套D-LX101智能紫外火檢，并設置火檢在燃燒器上的適合位置，保證火焰檢測的可靠性。

燃燒器控制系統采用西門子S7-200 進行控制，帶有通訊提供Modbus Rtu接口用于與DCS通信。

5 結語

通過本次改造，以達到解決熱載體加熱爐所存在的問題，保證裝置的安全平穩平穩運行。