石油化工加热炉群联合余热回收节能改造3100字

1、石油化工加热炉群结合余热回收节能改造3100字 摘 要：文章根据大型炉群中各台加热炉的实际情况，对炉群结合余热回收系统的合理设计，使整个系统的各台加热炉都操作方便，运行高效。 关键词：加热炉群；热效率；结合余热回收系统；节能改造；空气预热器中图分类号：TK115 文献标识码：A 文章编号：1006-8937202211-0162-02目前，炼化装置不断大型化，集群化，为节省占地，减小投资，加热炉常集中布置，采用结合余热回收系统回收烟气余热，这样做虽节省了空间，降低了投资，但同时也增加了系统的复杂性，设计时应充分考虑，以免影响各炉的正常工作。某炼化公司芳烃厂二甲苯车间8500单元有二甲苯塔再沸炉

2、8501A/B设计介质热负荷76.4 MW，设计热效率90%；择形歧化加热炉5501设计介质热负荷5.02 MW，设计热效率61%；、甲苯塔再沸炉5502设计介质热负荷30.5 MW，设计热效率80%；进料加热炉7501A/B实际热负荷在5.516.5 MW之间，设计热效率不会高于90。炉群采用一套结合余热回收系统并采用纯热管空气预热器，实际排烟温度150。1 加热炉目前存在的主要问题1.1 8501A/B加热炉对流段排管缺乏8501A/B加热炉对流段介质入口温度280300，烟气出口温度约460，介质和烟气温差在160180；对新设计的加热炉，碳钢管材的炉管和介质换热温差一般控制在3050是

3、比拟经济合理的。目前8501A/B炉的换热温差明显偏大。同时对流出口烟气温度过高，也给后续的余热回收系统操作带来困难。1.2 加热炉出口烟道进炉顶程度结合烟道布置不合理加热炉出口烟道进炉顶程度结合烟道布置不合理，在保证加热炉燃烧器正常燃烧的前提下，造成加热炉操作过程中辐射顶负压和炉膛烟气氧含量难以控制，并且其中一台加热炉的操作波动会引起其他加热炉炉膛压力的波动。炉顶压力低，炉体看火门、防爆门、长明灯、看火孔、弯头箱等处漏风量大，漏进炉内的空气不参与燃烧，相当于将空气加热到排烟温度排放，直接造成加热炉热效率下降；漏风还导致实际烟气量比理论烟气量大，影响余热回收系统预热器的操作。炉顶压力高，设计负

4、压操作的加热炉可能形成炉内正压，给加热炉的操作带来平安隐患。炉膛烟气氧含量过高，说明未参与燃料燃烧的空气量多，造成加热炉实际操作热效率下降。炉膛烟气氧含量过低，无法保证燃料的完全燃烧，燃料的不完全燃烧使加热炉操作时燃料消耗增加，致使加热炉热效率降低。1.3 加热炉余热回收系统预热器空气预热器直接使用热管预热器不适宜。目前8501炉群混合烟气温度在375400之间，根据我公司的经历及综合多个炼厂实际操作经历教训，热烟气温度高于300不合适直接使用热管空气预热器。8500#炉群混合烟气375400这么高的烟气温度很容易造成预热器的热管失效，而一旦热管开场失效将形成恶性循环：烟气温度高热管失效加热炉

5、效率降低燃料消耗增加烟气进预热器温度升高热管失效。热管预热器热管采用立式不合理。热管烟气侧构造有环形翅片，立式布置的热管其翅片是程度的，不利于烟气中的灰尘靠自重去除，未能合理利用烟气自清灰才能。1.4 加热炉群余热回收系统鼓风机出口风道布置不合理加热炉群余热回收系统鼓风机出口风道布置不合理，两台鼓风机并联布置，但风机布置不对称，且风机空气出口流形不合理，两台风机同时操作时调节困难，空气出口压力不稳定。2 数据整理分析2.1 数据整理整理出的数据如表1所示。2.2 数据分析目前进预热器混合烟气温度在375/400，这么高的温度假如直接进展余热回收，假设环境温度按20计算，烟气和空气间换热温差40

6、，那么换热后空气温度不能超过335360计算，空气温升在315340之间，漏风量按15%反算烟气温降：t=238-258，排烟温度最低不能低于135145，这还没有考虑空气内漏、烟气内循环的影响。假如考虑空气内漏和烟气内循环影响因素，实际排烟温度不会低于150。而空气内漏和烟气内循环是不可防止的。炉群的实际热效率86%。芳烃厂燃料非常干净，燃料硫含量小于5PPm，具备进一步降低排烟温度的条件；加热炉改造工程必须考虑改造后装置操作的适应性，并且冬季和夏季环境温度相差40以上，必须设置一定的调节手段，控制排烟温度在合理的范围内；根据核算结果，最大操作负荷和原设计负荷根本吻合，本装置改造以原设计负荷

7、为准比拟适宜；要想进一步进步热效率，必须增加主要介质吸热量；我公司控制钢水热管预热器的使用范围是：烟气温度280180，特殊工况下最高使用温度不超过300，中温热管或高温热管，根据我们理解的目前国内实际使用情况，不推荐使用。3 改造目的解决BA 8501A/B加热炉对流段取热缺乏问题，为进一步进步加热炉热效率创造条件；解决加热炉余热回收系统操作寿命短，长周期操作效率低下问题，进步加热炉长周期实际操作热效率，减少燃料消耗；解决加热炉余热回收系统鼓风机操作不稳定问题。4 改造方案4.1 8501A/B对流段增加介质排管由于8501A/B炉对流出口烟气温度偏高，致使炉群混和后烟气温度在375以上，给

8、后续的空气预热器设计带来困难。采用扰流子预热器取热，一程扰流子不够，两程设计困难。因此只能加高对流段，根据需要增加合理的主介质对流排管。根据8501A/B加热炉的构造，在不改变原构造的前提下，在对流顶新增加一段对流段，用来加热主介质。由于主介质为液相，排管内外气液的换热系数比空气预热器气气换热系数大，换热效果也更加经济。并且用较高温位的烟气直接加热主介质不会降低烟气品味，加热炉的操作运行更加合理，并且真正的减少燃料消耗。 初步估算增加一段对流段后，出对流烟气温度能降低到360以下，炉群混和烟气温度在334左右。完全可以采用一程扰流子保护段回收烟气余热并对热管预热器进展保护。确保加热炉及配套的余

9、热回收系统长周期高效率操作。4.2 加热炉出口烟道加热炉出口烟道进炉顶程度结合烟道布置不合理。现有烟道情况使得远离程度烟道烟气出口的加热炉排烟烟气可能对靠近程度烟道烟气出口位置的加热炉排烟形成封堵。造成靠近烟囱位置的加热炉排烟不畅，炉膛压力波动，炉膛压力及烟气氧含量调整不便，无法将加热炉内辐射顶负压及烟气氧含量控制在合理的范围内，甚至造成火嘴熄火的危险。根据现场实际情况，将加热炉排烟进入程度烟道的角度由垂直进入修改为顺烟气流向倾斜3045汇入，使烟气流动顺畅。4.3 余热回收局部根据现场实际情况，利用原热管预热器框架，在热管预热器前部增加高温保护段。因烟气进入预热器温度偏高，而现有缺少高温保护

10、的热管预热器，预期寿命在36个月。之后换热效果开场急剧恶化，不能保证加热炉的长周期高效率操作。所以必须在现有热管预热器前部增加高温保护段。调整热烟道。调整热烟道下行角度，使烟气流动合理，降低烟道中的烟气流动阻力损失。利用原热烟道做支撑，改变热烟气出口流向，使热烟气从上面直接进入新增的预热器高温保护段。调整5501热烟道。原加热炉5501烟气汇入5502对流段，炉5501缺乏调整手段，无法调整炉顶负压，建议增加烟道调节挡板，方便炉5501的操作。调整鼓风机出口风道。现场鼓风机出口风道布置不合理，改造后保持鼓风机位置不动，根据需要调整鼓风机出口风道，空气直接向上流动进入热管空气预热器，使空气流动更

11、加顺畅，解决目前操作中鼓风机存在的问题。鼓风机控制方案调整两台鼓风机单独操作都能满足加热炉燃烧供风要求，但假如采用一开一备，实际过程操作中运行鼓风机发生故障时，临时启动另外一台鼓风机在时间上来说是来不及的。建议采用两台鼓风机同时供风，每台鼓风机供风50的运行形式。这样其中一台鼓风机发生故障时才有足够的时间调整另外一台鼓风机满负荷运行。现场旁通风道偏大，重新设计旁通风道，使之构造更合理，操作调节方便。假如旁通风道过大，相关的密封调节挡板及其执行机构也大，不仅占地，而且挡板密封调节不便，容易泄漏。空气泄漏后不经过预热器直接进入主风道。使实际经过预热器的空气量偏小，影响空气预热器换热效果。调整预热器冷烟出口烟道。目前预热器冷烟出口烟道构造复杂，烟气流动过程中弯多弯陡弯急，烟气流动阻力大。克制阻力就需要消耗电力，造成加热炉的实际操作能耗加大。根据现场实际，增加预热器高温保护段后，适当调整冷烟道构造，使之到达节能降耗目的。5 改造效果目前，该系统已按此方案进展了改造投用一年多，改造后炉群热效率一直保持在91%以上。且各炉的各项指标均在合理范