延迟焦化装置加热炉偏烧原因分析及对策

发表时间:2020/9/27   来源:《科学与技术》2020年5月15期   作者:梁江卫
[导读] 对加热炉的燃烧器进行改造处理,在改造完毕之后,
       梁江卫
        中国石化股份有限公司天津分公司炼油部  天津市  300270
        摘要:对加热炉的燃烧器进行改造处理,在改造完毕之后,加热炉的温度偏差达到了40℃。通过调整加热炉的东西侧风门以及CD路风门的风量,有效地消除了炉内的温度偏差以及Cd路瓦斯偏差。能够使加热炉更加稳定的运行,并且也可以使炉内均匀的燃烧,减少生成co的概率。
        关键词:焦化装置加热炉,偏烧原因及对策
        引言
        加热炉是炼油企业当中耗能非常大的一个重要的设备。同时也是co等污染物排放的一个主要的设备。现如今,我们国家对于节能减排工作力度逐渐加大。因此,企业在发展的过程当中,除了面对着市场压力,经济压力以外,还需要面对节能减排方面的压力。各炼油企业现在对于加热炉的能耗以及污染物排放变得更加的重视,开始注重加热炉的节能减排工作。在加热炉运行的过程当中,其能耗和加热炉的燃烧状态有一定的联系。加热炉在燃烧的时候,如果出现了偏烧的情况,就会导致一部分的火嘴风量过剩,而另一部分则会因为缺风而产生co,这样不仅会降低加热炉运营的效率,而且还会增加co的排放量。加热炉偏烧主要包括东西侧偏烧以及各路之间的偏烧。出现偏烧会给加热炉造成很大的困难,因为会直接导致瓦斯的耗量大量的增加,而且还会造成炉膛内的热负荷不均匀。炉膛内热负荷比较大的地方,很容易导致炉管出现结焦的情况,势必会影响加热炉的长期运营。想要维护加热炉的长期安全运行的一个重点就在于解决加热炉偏烧的问题。
        1、加热炉概况
        本文将以某焦化装置为探讨例子,该炼油装置于2008年5月首次开工。首次开工时设计的加工能力为1.4mt/a。在2012年9月的时候,将其加工能力扩展到了1.7mt/a。加热炉的负荷为51.85mw。该炉是一个一炉2室四管程。Ab路和cd路的炉顶跟炉墙之间都有着一定的间隙。A路的烟气可以通过ab路的顶部进入b部的顶部。二者进行汇合之后进入对流室当中。D炉的烟气跟c炉的烟气也是在顶部汇合之后进入对流室。每路都设置了两列的燃烧器以及长明灯。每一列设置了16支长明灯跟16台燃烧器。
 每一路都安排了自动调风板,并且每一台燃烧器都有一个手动的调风板。加热炉总共包括四个炉膛热偶点。在2016年9月的时候,工厂对加热炉的主燃烧器和长明灯进行了改造。在开工之后,出现了炉膛温度偏差以及各路间瓦斯偏烧这样的情况。在2017年三四月份的时候,炉膛的温度接近了40℃。而cd路瓦斯偏差达到了每小时227立方米。加热炉的效率明显的降低,并且瓦斯能耗明显的增加。
        2、加热炉偏烧分析及对策
        通过加热炉炉膛温度的偏差,我们就可以判断加热炉在燃烧的时候出现了热负荷不均匀的情况,并且通过温度偏差就可以看出偏烧问题的严重程度。加热炉的偏烧原因大致可以分成两种,一种是同路的各个主燃烧器的风量不均匀,另外一种就是各路之间的风量不够均匀。


        2.1同路东西侧的风量不够均匀
        2017年3月9日的时候。A炉的炉膛温度为748.3℃,而b炉的温度为708.8℃,二者的偏差将近40℃。在2017年3月9日的时候开始更换长明灯的风头以及主燃烧器,对其进行重新的配风点燃,发现主燃烧器的配风量跟瓦斯都非常的不均匀。加热炉的东西向长度为25米。自西向东的编号是主燃烧器的编号,这种安排导致东侧离鼓风机非常近,因此东侧的压力会非常大。东侧的过剩风气系数越大,就会使加热炉的效率变得越低。而东侧的风量过剩,西侧却是严重缺氧,因此在西侧瓦斯燃烧的不够完全会产生co。依照以往的工作经验,关小了东侧的燃烧器风门。两个炉膛之间的偏差降到了十摄氏度以内。
        2.2四路间瓦斯偏烧
        在2017年3月25日以及4月2日的时候,加热炉的c路以及加热炉的D路先后出现了瓦斯偏烧的情况。通过分析可以得知,加热炉出现瓦斯偏烧主要是因为D炉的配风量过少,因此瓦斯在燃烧的时候并没有完全燃烧。而D炉的炉口温度没有达到既定值。所以D炉的温控阀就会自动打开,瓦斯就会越来越多。由于风量的缺少,co已经没有燃烧完成的瓦斯都会被抽送到c路进行燃烧。因此,那些多余的瓦斯不但没有燃烧完全,反而是带走了炉膛内的热量,同时也造成了C路的瓦斯耗量变低。这样加热炉的c路以及D路的瓦斯偏差会越变越大,导致燃烧起来不够均匀。加热炉的整体瓦斯耗量会越来越大。可以将D路的风门开大10%。这样D路的瓦斯就可以充分的燃烧。这样既可以消除D路跟c路之间的瓦斯偏烧,又能够降低总体加热炉在燃烧时所消耗的瓦斯总量。
        3、结论以及建议
        (1)加热炉的炉膛温度出现偏差,或者是说四路之间瓦斯出现偏烧,这样的情况在加热炉运行的过程当中是比较普遍存在的,因此我们在解决这样的问题的时候,可以去精准的调整一下加热炉的风量,这样可以有效的节约瓦斯用量。各路之间能够实现均匀燃烧,就可以避免局部的炉管温度过高。局部炉管温度过高的话很有可能因为出现烧焦的情况而导致整个装置停工。解决炉膛偏烧问题,能够有效地保障加热炉长期稳定的运行。
        (2)如果加热炉出现了各路之间的瓦斯偏烧这样的情况,那么我们可以选择把瓦斯耗量最大的风道的阀门打开,这样就能够有效的消除各路之间出现的偏烧。在调整阀门的时候不要一次性过大,建议每一次调整都按照10%来调整阀位。
        (3)加热炉如果是因为东西侧的供风不均匀而导致的温度偏差过大的话,可以选择对每一个主燃烧器的风门进行相应的调整。把风压比较大的地方关小,风压比较小的地方开大。可以有效的保证供风是均匀的,建议每一次去调整时候,都以全部开度的1/5作为标准进行调整。


        参考文献:

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【4】延迟焦化装置炉管结焦原因分析及预防措施
杨万强 - 《能源化工》 - 2012 -
【5】延迟焦化装置加热炉炉管结焦原因及控制措施
陆书贵,王静,吕景超 - 《文摘版:工程技术》 - 2015 -
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