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如何降低炼化加热炉排烟损失

作者: 兴罡石化设备| 时间:2015-08-09 20:24:31 | 点击次数:

 排烟热损失占炼化加热炉总热损失量的比例很大:当热效率为90%时,排烟热损失占炼化加热炉总热损失量的70%~80%;当热效率为70%时,排烟热损失占炼化加热炉总热损失量的90%以上;降低排烟损失是提高热效率、减少加热炉燃料耗量最重要的技术措施。

降低排烟损失的技术措施有两条:

1、回收烟气中的余热,降低排烟温度。

 2、降低过剩空气系数,减少排烟量。

(1)回收烟气中的余热,降低排烟温度回收烟气中的余热,降低排烟温度节能效果最明显。是提高热效率、减少加热炉燃料耗量最重要的技术措施。

目前国内外各炼厂采用的余热回收措施大致有以下几种类型:

• 冷进料—热油预热空气方法。

它是用低温原料送进装置后,经部分换热或不经换热,直接引入炉顶对流段尾部回收烟气余热,而将原来和这部分原料换热的侧线高温物流用于预热炉用燃烧空气。采用冷进料目的是降低进入对流室的介质温度,使排烟温度进一步降低;而热油预热空气则是利用装置低温位热源预热炉用燃烧空气,减少燃料用量。这种方法设备简单,制造容易,维修工作量小,可用细管线代替庞大的上下往返烟风道。为了防止露点腐蚀,冷流可由换热流程中抽出而控制入口温度高于露点温度。该方案需要结合所在装置的换热特点和炉子具体条件选择最优方案。要和换热器、空冷器等耗能设备一起对整套装置的热量利用进行综合平衡,还要合理选用炉子对流室冷热油的设计操作参数,考虑烟囱抽力、地基承载、炉架强度以及对流段上部冷进料炉管的低温腐蚀限度来决定冷进料换热温度与节能量的多少,找出一种最佳换热流程以降低装置能耗。

• 工艺分支物流预热空气

这是80年代美国发明的新节能方法。它是用入炉温度比较高的原料油中的一部分,在入炉前先预热空气,把自身温度降至100℃左右,再引入对流室顶部吸收烟气余热,降低排烟温度。然后这部分原料油再和剩下的原料油混合入炉,加热到要求的温度。这种方法实际上是热载体法的一种,或叫“开路热载体”法。比闭路热载体方法省柴油储罐、循环泵,并且不用补充柴油。对于数台加热炉组成的炉群,若用此法回收烟气余热,比用联合烟道、安设余热回收设备与庞大的烟道系统经济合理。另外,在工艺介质入口温度高、无法提高热效率时,也可采用工艺分支物流方法加以改善。

• 热载体闭路循环

采用一种中间介质(如导热油、柴油或水)作热载体,间接将烟气余热转换为热空气助燃的方法称热载体闭路循环法。长岭炼油厂60万吨/年延迟焦化装置节能改造设计中首次采用此法。对流室中被烟气加热的常三线载体通过炉子下部的空气预热器将热量传给空气供炉燃烧,预热器内的热载体油降温后连续重复上述循环过程。这样立式炉排烟温度由320℃降至200℃以下,热效率由80%提高到88%。炉区躁声显著降低,每年可节省燃料近千吨。经过10余年使用,用户反应效果很好,收到预期效果。此法优点是可进一步避免低温腐蚀,使设备长期运行;结构简单,施工方便,调节灵活,操作平稳。

• 余热锅炉

主要是利用高温烟气生产中的低压蒸汽,使烟气温度降低到 170~200 ℃。我国60年设计、投产的两台余热锅炉至今一直运转正常。烟气温度高(如~500 ℃)时装设余热锅炉效果明显。如果炉子负荷大,即使排烟温度低也可考虑;但如炉子负荷小,即使排烟温度很高,也不宜在单炉上使用。有条件时,可将几台炉子烟气集中起来发生蒸汽。

• 采用各种空气预热器回收烟气余热

采用空气预热器回收烟气余热,降低排烟温度是目前广泛使用的提高加热炉热效率的行之有效的技术措施之一。

可供选择使用的空气预热器有

①钢管式;

②玻璃管式;

③回转式;

④铸铁管式;

⑤扰流子式;

⑥热管式;

⑦板式空气预热器等。

对流段上方加管

将炉架适当加高,适当增加炉管,把被加热介质入炉温度与排烟温度差由目前的100℃降低到50℃,可进一步回收烟气余热。

此法需要注意:

• 使用翅片管强化传热;

• 采用可防低温腐蚀的管材,防止露点腐蚀;

• 考虑烟囱抽力;

• 考虑炉钢架及基础承载能力等等。

吹灰器

 (2)降低过剩空气系数,减少排烟量。

在加热炉中,燃料不可能在理论空气量下完全燃烧,总是在有一定过剩空气量的条件才能完全燃烧。燃烧所用实际空气量与理论空气量之比称做过剩空气系数( α)。加热炉的烟气排放量与过剩空气系数成正比,在排烟温度一定的条件下,过剩空气系
数越大,加热炉的热效率越低,降低过剩空气系数可以提高加热炉热效率。过剩空气系数太大不仅使得热效率降低,还会加速炉管和炉内构件的氧化;提高 Sox的生成量,从而加剧露点腐蚀。

降低过剩空气系数的有效措施有:
(1)选用技术水平领先的燃烧器,保证燃料在较低的过剩空气系数下完全燃烧。
(2)在操作过程中管好“三门一板”(调风门、雾化介质阀门、燃料油阀门和烟囱挡板),确保加热炉在合理的过剩空气系数下运行。既不能让过剩空气系数过大,又不能因过剩空气系数不足出现不完全燃烧。
(3)做好加热炉的堵漏工作,保证炉体的完整性和密封性,尽量减少看火门、防爆门、人孔和弯头箱等处的漏风量。

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