常减压装置加热炉的节能探究

2015-11-28杨浩中海油青岛工程技术研究中心有限公司山东青岛266500

化工管理 2015年29期

关键词：吹灰预热器翅片

杨浩（中海油（青岛）工程技术研究中心有限公司，山东青岛 266500）

常减压装置加热炉节能改造主要应用在余热回收系统当中，本文在加热炉的节能改造方面进行了重点介绍。希望通过对该加热炉优缺陷的分析，形成相对安全稳定的改造方案。

1 常减压装置加热炉运行存在问题分析

本公司两台加热炉于2010年3月建成投产，设计燃料为燃料油和燃料气，燃料油采用脱酸装置自产燃料油，燃料气采用外购的清洁燃料气、塔顶瓦斯气。由于自产燃料油能耗较高，2012年加热炉燃料改烧天然气和塔顶瓦斯气。

常减压装置加热炉运行过程中存在的问题是多方面的，针对具体情况具体分析了以下几个方面的内容：

1.1 加热炉装置自身排烟会产生相对较高的温度（温度可达170-180℃。另：根据当前一些公司的加热炉节能管理办法，排烟温度通常情况不会超过160℃）；加热炉装置产生的热效率相对较低，能耗则较高。

1.2 空气预热器效果逐渐变差，入炉空气温度变低使天然气消耗增多，从而导致能耗增高。

空气温度与烟气温度曲线图

每隔5天的监测数据变化可知：空气入炉温度越来越低，烟气排烟温度越来越高。

1.3 本公司常减压装置换热网络经过优化调整后，原自产0.4MPa过热蒸汽量显著减少。减压炉（F-102）过热蒸汽管线数量过剩。

1.4 加热炉在较高负荷情况下，易产生供风不足，或者是负压不够，这种情况会引起装置生产问题，需要进行生产调整[1]。

1.5 加热炉炉壁温度过高，散热损失较大，加热炉热效率低。不但严重影响了设备的安全运行，还制约了单位加工费的降低，直接影响企业的经济效益。

2 常减压装置加热炉运行原因分析

常减压装置加热炉在运行的过程中其运行系统往往会产生各种各样的问题，究其原因主要由几个方面的内容：

2.1 空气预热器原因分析

装置加热炉（F-101，F-102）设计热效率≮87%，2013 年装置大检修发现常压炉（F-101）空气预热器热管翅片结盐、腐蚀严重，排烟热损失较大。同时因为热管预热器的最适合烟气温度为250℃以下，长期工作在较高温度下易造成热管失效。再加之我公司地处海边，空气潮湿含盐量大，易造成空气预热器热管翅片结盐、腐蚀。

2.2 烟气流程结构原因分析

本装置加热炉烟气采用联合烟道进行外排，即减压炉产生的烟气会与常压炉产生的烟气汇合后，进入热管式空气预热装置。造成烟气产生的流程阻力不断扩大，严重影响加热炉负压。这个过程中，高温与低温之间产生的烟气会在重合烟道当中出现互串或者是热损失，这会在一定程度上影响烟气余热回收利用。

2.3 吹灰机原因分析

预热器上设置有一台声波吹灰器，现场使用发现吹灰效果较差。吹灰器的故障率发生较高，严重影响了吹灰效果。会造成对流受热面产生大量的积灰，影响热阻。

2.4 加热炉炉壁热损失

装置加热炉由于使用时间较长，衬里老化、脱落等各种原因，导致加热炉散热损失增大，局部过热超温，引起热效率下降，热效率一般在85-86%左右，达不到原设计值或公司考核要求。

3 常减压装置加热炉的节能改造对策

就目前常减压装置加热炉系统出现的问题来看，节能改造至关重要。主要可以通过一下几个方面进行节能，具体分析如下：

3.1 可将对流室中段部分蒸汽管改为原料油排管，将对流室中段的4排蒸汽管切除，在原位置改为3排原料油排管，来提高热量的利用率。并对翅片管的大小以及翅片之间的相关距离进行合理增大，以有效就降低阻力，实现节能改造。

3.2 将原F-101对流顶部的空气预热器拆除，在拆除留下的空档内，新做集合烟道。添置一台放置于地面的扰流子翅片管/热管式空气预热器，其中，扰流子翅片管部分为高温段烟气/空气换热管，用以适合320℃以上的高温烟气，热管部分用于低温段，以加强传热并减轻换热器重量，其中在烟气温度低于140℃的换热管段，将采用TP316L 的基管，并以304L 的钢带做翅片。这样做既可提高加热炉的热效率（约为93.5%），将烟气温度降至120℃以下，又可以在该低温烟气工况下，使热管能足以承受可能的低温硫露点腐蚀。

3.3 添置一台鼓风机，并为该鼓风机及原引风机加装变频器，以提高风机的节能水平和工况适应能力。

3.4 在新设计的预热器上采用激波吹灰器，改换落后吹灰器，消除控制阀失灵故障。有效增强吹灰效果，避免出现衬里损坏及炉管积灰等问题。

3.5 为加热炉辐射室喷耐高温反辐射节能涂料，喷涂后可使衬里涂层外观均匀，表面不起皮、不开裂，涂层厚度约为3.0±0.2mm，在同等生产工况下，加热炉炉外壁温度较喷涂前平均降低15℃左右，极大地降低了加热炉外壁的散热损失，进一步提高加热炉热效率。