延迟焦化热备室操作改进

韩海波，李 康，王志刚，王洪彬，黄新龙

(1.中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心，河南 洛阳 471300；2.中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南 洛阳 471300)

延迟焦化热备室操作改进

韩海波1，李 康1，王志刚2，王洪彬1，黄新龙1

(1.中石化炼化工程集团洛阳技术研发中心，河南 洛阳 471300；2.中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，河南 洛阳 471300)

介绍了中国石油化工股份有限公司洛阳分公司延迟焦化装置低负荷运行时，其加热炉能耗偏高，对其影响原因进行了分析。为了降低能耗提出采用焖炉操作的思路，通过对装置的空气挡板开度，烟气挡板开度及长明灯通风口开度的配合调整，在保证装置正常运行的前提下，装置能耗由原来1.8t/h降低到1.57t/h。

延迟焦化 ； 加热炉 ； 焖炉操作；节能

延迟焦化装置建设和运行成本低，转化率和投资回报率较高，而且在处理高含硫、高金属、高比重、难加工的重油及超重油上有技术和经济优势，使延迟焦化成为原油二次加工的重要手段之一[1-2]。中石化洛阳分公司延迟焦化装置设计规模1.4 Mt/a，采用中国石化集团洛阳工程公司(LPEC)大型化“一炉两塔”流程、可灵活调节循环比工艺。

焦化加热炉是焦化装置的核心设备，为整个装置提供延迟焦化反应所需的热量，其运行情况的优劣与能耗高低直接关系装置效益，焦化装置加热炉使用燃料主要是燃料气，在焦化总能耗中，如图1所示，燃料气所占比例高达60%以上，所以控制燃料气的能耗对装置的节能起着重要作用。

图1 焦化装置能耗比例

尤其是按照公司要求进行单炉室生产以来，能耗增加较多，影响了装置的能耗和效益，在单炉室生产为常态的条件下，优化操作，降低能耗，成为生产的主要问题。

1 生产现状

按照分公司2015年的生产计划方案，焦化装置实施塔河油“闪蒸-焦化”加工路线。根据全年油品平衡，焦化装置需要不定期地进行超低负荷生产，此生产状况下，焦化装置的进料量控制在85 t/h、循环比为0.15～0.2，此时装置能耗消耗较大，每月约在23～27kgEo/t，较以前双炉室生产期间能耗增加了20%左右。

装置加热炉单炉室生产期间，对加热炉要求保持一炉生产，另一炉室处于热备状态，生产室的炉出口温度保持在490±5℃，为了保证备用炉室的炉出口温度不影响进焦炭塔的反应温度，备用室炉出口温度保持在495±5℃。燃料气能耗由13.59kgEo/t增加至16.24kgEo/t，增加了3.65kgEo/t，消耗增加了26.86 %，其它介质也有不同程度增加。为了保证反应深度，生产室的燃料气已经达到使用极限，所以可以考虑降低备用炉室的燃料气消耗，对控制总能耗意义重大。

加热炉的供风和燃料气系统如图2所示，冷风通过鼓风机与空气预热器换热后进入加热炉，烟气通过引风机抽到预热器中降低温度后由烟囱排向大气，按照炉出口490℃进行生产，加热炉炉膛温度一般在640～710℃之间，进入炉膛的换热后空气温度大约在280℃，进入加热炉膛后，相当于降低了炉膛温度，需要消耗更多的燃料气进行加热，所以，降低热备室的进风量，可以减少燃料气的消耗量。

图2 焦化加热炉流程示意图

2 进风量对装置影响

热备室要降低燃气消耗，在保证好炉出口温度前提下，必须提高炉室内炉膛温度。炉膛温度由现场主火嘴、长明灯及加热炉余热回收系统热风提供，同时又有部分热量通过烟道挡板抽走损失掉。

生产中减少主火嘴和长明灯燃烧个数，能显著降低燃气单耗，同时要保证好炉膛温度必须增加鼓风温度和减少热备室热量损失。热风是由加热炉鼓风机经空气预热器加热进入炉室，空气预热器有最高控制温度要求，鼓风温度不能过度提高，节能效果不明显；当提高鼓风量时，为控制好炉膛负压，烟道挡板开度大，抽走炉膛热量多，热损失大，节能效果不明显；但从尽可能减少热备室热量损失入手，让热备室"焖烧"，节能效果显著。

2.1 进风量对装置负压的影响

加热炉的负压主要是为了保持加热炉燃烧后的烟气可以及时排出，同时避免在看火时因正压造成人员烧伤。在自热通风期间，负压主要由烟囱高度和快开风门的个数和大小进行控制；在强制通风时，加热炉的负压主要通过鼓风机和引风机进行控制。正常生产期间，主要是利用强制通风进行生产，鼓风机开度保持在约50%，引风机开度一般保持在45%～55%，同时适当控制烟道挡板和风道挡板调节负压。

为了尽量减少冷空气对炉膛的冲击，尝试逐渐关小空气挡板，通过不断尝试，发现当全关空气挡板时，烟道挡板控制到15%左右，可以保证负压约处于-15～20kPa，能够满足正常的生产需要。

2.2 进风量对烟气中氧含量的影响

烟气中的氧含量指的是氧气在烟气中的体积分数，一般在生产时期氧含量控制在2%～4%(体积分数)，氧含量的控制主要是为了保证燃料气在炉膛内可以正常且完全燃烧。

提供给加热炉氧气来源有四个途径：

(1)空气挡板。也就是强制通风条件生产时期的氧气来源，且是主要来源，因为在鼓风机的驱动下，90%氧气来自于此，缺点为温度较低，降低了炉膛温度，增加了燃料气的能耗。

(2)快开风门。在自然通风情况下氧气的主要来源，处于非正常通风情况下，主要依靠加热炉底部的快开风门补充氧含量，属于异常通风。

(3)进风手阀。每个火盆中有一个手动控制风量进入的阀门，主要在强制通风条件下，作为调节风量进入火嘴燃烧的重要途径，通过调节此阀门一方面可以控制氧含量高低，一方面控制火焰燃烧情况。

(4)长明灯进风孔。此处进风不作为主要的氧气来源，而是作为补充来源进行对炉膛氧含量进行补充。

3 整改措施

在进行焖炉中，通过不断的尝试，确保热备室氧含量在2%～4%，炉出口温度在4905℃的情况下，逐渐关闭空气挡板同时，尝试分批次开大长明灯通风孔的开度来补充炉膛内的氧含量。长明灯的通风孔，可以通过套筒的旋转自由调整风量的大小，在实践中，下图是为了保证热备室处于合理操作区间内进行调试的结果，焦化加热炉每路16个火盆，每个火盆有1个长明灯通风孔，两个主火嘴，一个内焰，一个外焰，每室4路，共128个通风孔，现在依照一室炉膛为参考进行统计。

表1 热备室试验调节数据

由表1可知，在空气挡板全部关闭的条件下，烟气挡板保持在10%～15%可以保证火焰正常燃烧，实现了焖炉操作，达到了节能效果。

具体“焖炉”操作措施见表2：

表2 焖炉采取的措施

4 实施成果与经济效益

通过“焖炉”操作，热备室在保证好炉膛温度的同时，可以全熄灭主火嘴，且长明灯只需要点正常单炉室生产下的一半，燃料气消耗明显降低，节能效果显著。此操作优化具有如下优点：

(1)创新要点：在装置超低负荷生产下，采用零成本投入，不用改造装置一根管线和一个阀门，只是通过巧妙的操作优化，即实现了大幅度降低装置燃料气耗量。

(2)实用性：采用"焖炉操作"，简单方便，不用现场操作，不增加劳动强度 ，而且易于调节和监控。

(3)经济效益见表3。

表3 焦化加热炉焖炉效果

燃料气单价为2840元/吨，单炉室生产下通过每月可以降低燃料气耗量165.6 t，每月降低损失47.03万元。

5 结论

在低负荷单炉室生产期间，通过对加热炉的操作不断思索优化，减低了装置能耗。投资零费用，月节省费用几十万余元，收益率高达100 %，达到了低投资，高收益的创新创效成果。

[1] 梁文杰.重质油化学[M]，东营:石油大学出版社，1994.

[2] 瞿 滨.延迟焦化装置技术问答[M]，北京:中国石化出版社，2007.

(本文文献格式：.[J].山东化工，2016，45(24)：91-92，95.)

Delayed Coking Hot Standby Chamber Operational Lmprovements

Han Haibo1,Li Kang1,Wang Zhigang2,Wang Hongbin1,Huang Xinlong1

(1．Luoyang R&D Center of Technology of Sinopec Engineering (Group) Co., Ltd., Luoyang 471003, China；2.SINOPEC Luoyang Company,Luoyang 471300, China)

Introduced SINOPEC Luoyang Company delayed coker high energy furnace when low load operation, Analyze its impact Cause, In order to reduce the energy consumption, the use of the idea stew furnace operation. With adjustment by air baffle opening , smoke baffle opening and long light vent opening degree, to ensure the normal operation of the device the power consumption 1.8t/h reduced to 1.57t/h.

delayed coking; furnace;braised furnace operation;energy saving

2016-10-28

韩海波(1976—)，河南洛阳人，高级工程师，主要从炼油技术开发工作。

TQ522.1

B

1008-021X(2016)24-0091-02