大庆石化公司化工一厂黑龙江省大庆市163000
摘要：本文详细介绍了乙烯装置裂解炉围绕减少燃料消耗、提高乙烯收率和增加超高压蒸汽发汽量三方面进行的一系列节能措施，深入剖析优化裂解炉操作对装置能耗的影响，通过节能改造和优化操作，以达到裂解炉挖潜增效的目的。
关键词：乙烯装置；裂解炉；节能降耗；措施
引言
裂解炉是乙烯装置的能耗大户，其能耗占装置总能耗的80%以上，因此乙烯生产的能耗在很大程度上取决于裂解炉系统的设计和操作。在炉型一定的情况下，降低裂解炉能耗的核心在于使用最少的原料和燃料得到最大收率的目标产品，同时最大限度地回收裂解炉的余热并加以合理利用。换言之，裂解炉的节能措施主要围绕减少燃料消耗、提高乙烯收率和增加超高压蒸汽发汽量进行的。本文针对乙烯装置各项指标数据，深入剖析优化裂解炉操作对装置能耗的影响，寻找裂解炉节能降耗的可行方法。
1 裂解炉优化操作
1.1优化超高压蒸汽
超高压蒸汽的优化工作包括增加废热锅炉发汽量和减少蒸汽消耗。通常情况下，发汽量与炉出口温度、投料负荷、废锅清焦质量、汽包排污率等因素有关。一旦裂解炉运行，前两者变化很小，而决定发汽量的可控措施就只有后两者。
1.2增加废热锅炉发汽量
废热锅炉换热的好坏关键是清焦是否彻底，乙烯装置对50天以上的裂解炉实行48小时程序烧焦，每两个周期下线水力清焦，以确保废热锅炉发汽量最大化。在汽包排污率的控制方面，采取如图1所示的判断方法。实践中发现，汽包间断排污阀内漏现象较为普遍，是造成汽包排污量过大的主要原因。分析其原因，主要是由于操作不规范所致，即裂解炉在点火升温、烧焦、停炉期间，温度变化频繁，锅炉给水量控制不合理，汽包间断排污阀常常处于小开度操作。在这种高温、高压、高压差的苛刻工况下，锅炉给水流经阀体时足以严重地冲击损伤阀座、阀芯、阀体，尤其在小开度的情况下，巨大的冲刷使阀体的寿命成倍下降。为此，装置专门编制了操作注意事项，以规范裂解炉点火升温、烧焦、停炉期间的操作。
1.3优化燃料气消耗
乙烯装置能耗中燃料比重高达70%以上，因此，减少裂解炉燃料气消耗是节能工作的关键。为此，乙烯装置采取了一系列优化措施，以最大限度地减少燃料气消耗。
1.4提升热效率
实践证明，裂解炉热效率提高0.5%，燃料气消耗相应下降约0.5%。为此，乙烯装置通过加强炉体“防漏堵风”、投用底部烧嘴空气预热器、严格控制炉膛负压和烟气氧含量、化学清洗对流段炉管外壁、合理控制操作负荷、改造对流段排布等措施，使裂解炉平均热效率达到92%，同比提升1.3%，创历史最好水平和行业先进水平。
1.5延长运行周期
通过运用扭曲片管技术、适时切换裂解原料、实时监控和维护烧嘴状况、应用裂解深度先进控制等措施，使裂解炉运行周期均有不同程度的增加，其中新改造裂解炉的运行周期可达90天以上。
1.6优化热备用时间
合理调整点火时间和操作，科学缩短升温时间，使裂解炉热备用过程（从点火到投料）较原来缩短近4个小时，有效减少了锅炉给水、稀释蒸汽和燃料气的消耗。实施快速在线烧焦操作程序，减少裂解炉的烧焦时间和次数，使裂解炉烧焦时间缩短一半，节省了大量烧焦蒸汽、工厂风及燃料气消耗。
1.7优化切炉操作
物料损失和能量消耗很大一部分出现在装置开停工过程及处理装置问题的过程中，降低损失率和能耗的种种措施均是建立在装置安全、稳定运行的基础之上。如果没有令人满意的生产平稳率，就绝谈不上降低加工损失率，所以一切工作的出发点都是建立在较高的运行平稳率的大前提之上。两台或多台裂解炉进行切换操作时，将会打破装置原有的平稳，必然产生一定的无效生产时间，这一过程会使装置能耗、物耗增加，产品收率降低，加工损失率大幅上升。因此，抓好裂解炉切换操作的平稳性，合理安排人力，科学优化步骤，延长有效生产时间，可以在很大程度上降低加工损失率，以达到增产降耗的目的。
2节能分析
2.1 裂解炉改造对能耗的影响
基于新型裂解炉的先进性，在热效率和SS发汽量方面提升幅度较大。此外，新型裂解炉在产能、运行周期和产品收率上均有所提高。按SPYRO软件计算，在相同原料条件下，新炉的双烯收率较旧炉平均提高0.5%以上。裂解炉节能改造达到了预期的目的，热效率、发汽量和乙烯收率三方面大幅提升，对于降低装置能耗具有积极的作用。
2.2 裂解炉运行周期对能耗的影响
一般来说，延长裂解炉运行周期，意味着减少开停炉次数，在一定程度上可以节省大量燃料气消耗，对装置能耗起到积极的作用。事实上，乙烯收率和发汽量与运行周期之间存在相互制约、相互影响的关系。
随着裂解炉运行周期的延长，炉管中的焦炭量逐渐增厚，则炉出口压力增加，导致乙烯收率下降；反之，为追求高乙烯收率，必然要提高炉出口温度，如此会增加炉管热负荷，二次反应随之加速，生炭量快速增加，从而影响运行周期。此外，随着裂解炉运行时间的推移，废热锅炉结焦量增大，换热效果变差，一个周期内运行末期与运行初期发汽量下降近20%。
因此，把握裂解炉运行周期必须综合权衡乙烯收率和发汽量的情况而定，不能一味追求长周期而忽略了高效、经济运行。实践证明，以NAP为原料的裂解炉运行40天左右有必要下线烧焦，而采用线性废热锅炉的裂解炉可适当延长运行周期至90天左右。
3结语
本文分析了乙烯装置裂解炉的节能降耗，通过减少燃料消耗、提高乙烯收率和增加超高压蒸汽发汽量三方面进行的一系列节能措施，主要包括裂解炉提升热效率、优化燃料气、发汽量等不同的工艺，以提高乙烯装置的效率，从而做到节能降耗。
参考文献：
[1]黄志全.裂解原料石脑油生产的优化[J].广石化科技，2008，3（1）：6.
[2]张衍品，李海周.裂解炉的综合节能措施[J].乙烯工业，2011，23（1）：43-45.
作者简介：张万森，民族：汉，出生日期：1969年7月14，籍贯：吉林省榆树县，在大庆石化公司化工一厂裂解车间从事操作.联系地址：大庆石化公司化工一厂裂解车间，邮编：163000。