提高炼油工业炉热效率的技术措施

2020-02-15王新博马诗卉

设备管理与维修 2020年11期

王新博，马诗卉

（中国石油集团东北炼化工程有限公司沈阳分公司，辽宁沈阳 110167）

1 炼油工业炉简介

加热炉是石油炼制的核心设施，几乎参与每个工艺程序。加热炉从1910 年发明使用至今年，从刚开始的“堆形炉”转变成“纯对流炉”，然后到了现在的拥有辐射室和对流室的管式加热炉。加热炉是进行裂解和转化反应的核心设施，对于石油炼制水平、效率和炼制时间有直接关系。管式加热炉凭借其强大的性能成为现在使用最为普遍的炼油工业炉，然而这种炉现在只可以加热气体或者液体，拥有相应的燃烧及爆炸风险。所以管式加热炉有关的使用条件需求非常严格，在操作过程中要格外小心，并且，要采取对应的技术对策，在基于安全考虑下，加强炼油工业炉的热效率。

炼油工业炉的结构中包含以下5 个部分:①辐射室，从名字就可以知道，这一部分主要是通过热辐射进行传热，并且是加热炉的核心构成内容，其肩负着整个加热炉2/3 的热负荷；②对流室，这一结构的传热方法是对流、含有对流管、管线支撑及挂钩、遮蔽管等内容，肩负着整个炉中1/3 的热负荷，加热的热效率会伴随对流使得吸热量而提升；③燃烧器，利用把燃料和空气混合后提供相应的燃烧条件让它全面燃烧，放出热量，是加热炉放出热量的主要构成内容；④余热回收系统，负责回收对流室的烟气余热，包括两种回收运转模式——余热锅炉和空气预热；⑤通风系统，能够通过自然通风或者强制通风两类形式，把燃烧添加进燃烧其提供相应的空气让其全面燃烧。

根据炼油工业炉的构造外貌，可以分为立式圆筒炉、螺旋管式圆筒炉等。根据辐射室的数量，可以分为四合一重整炉、三合一重整炉等。根据炼油工业炉传热方法，可以分为纯对流炉、纯辐射炉、单排管双面辐射式立式炉等。根据炼油工业炉程序区域，可以分为常压炉、加压炉、焦化炉等。根据炼油工业炉使用范围，可以分为热体加热炉、气体加热炉等。

2 炼油工业炉热效率技术措施存在的问题

（1）排烟温度升高问题。在石油炼制过程中，随着排烟温度升高会给炉热效率造成不同情况的影响，同时还会导致严重的损耗问题。但是在石油企业当中对于安全生产工作没有足够的关注，无法有效对炼油工业炉中的氧气含量开展科学控制。根据国内已经建设完成的炼油工业炉内氧气含量标准，当炼油工业炉内的氧气含量超过所有气体含量规定的4%，那么就会带给炼油工业炉不同的影响，进而提高炼油的经济负担，给加强经济利益造成决定性影响。

（2）炼油工业炉温度转变会提高硫对设备的腐蚀程度。在现代环境中，炼油过程中应用的燃料都是新型燃料气体，但是这些燃料气体燃烧之后，也许会出现大量的硫化物质。但是炼油生产过程中，部分企业想要节约部分生产步骤，会或多或少地压缩成本，对于硫化物的处理工作没有科学开展。久而久之，硫化物质会在设施中不断堆积，这样的状况持续下去，会严重超出规范标准。针对炼油工业炉中的温度稳定会带来不同方面的直接性影响，并且还会造成炼油工业炉不同影响的腐蚀，导致炼油工业炉的使用时间逐渐缩短。炼油工业炉中温度的变化会导致燃气内的胺液构成固化物。对于这样的情况，假如没有立刻对这部分固化物开展有效清洁，就会使工业炉稳定性受到一定影响，最后使得燃料出现不必要的损耗。

（3）炼油设施的老旧。假如采用的炼油工业炉较为老旧，在炼油过程中会出现大量的烟气，给当代炼油工艺构成障碍。而且，在维修老旧炼油工业炉过程中，需要花费大量资金，所以会给经济利益的提高带来的影响。因此在对炼油工业炉开展对应的革新过程里，企业需要花费大量的资金，在这样的环境下，炼油企业都会表示拒绝。炼油工业炉缺乏回收的系统设备，因此没有显著的回收再利用效果，无法保障设施的全面科学使用，如此会造成生产周期的加长。

3 加强炼油工业炉热效率的技术措施

之前炼油的过程中，应用较多的是燃料油。但是，随着工业生产过程里各种生产技术的日渐发展，环境问题也在不断加剧，在这样的环境下，燃料油已经不符合炼油的生产要求。为了有效进行能源的损耗差异控制，落实环境保护，炼油企业要把尾气作为燃料，开展炼油处理，这样才能有效加强炼油效果和水平，有效管理炼油过程所加入的成本数量。炼油工艺的革新核心基础是要求加强加热炉中燃料的使用效果，保证余热可以得到全面再回收利用。根据炼油工业炉的应用效果，有效建设节能对策，从而逐渐加强炼油过程的炉热效率。

3.1 加强炼油工业炉燃料燃烧率

加强炼油工业炉燃料和燃烧水平，能够有效加强燃料燃烧效果，让燃烧温度和炼油工艺的规范一致。在炼油的时候所构成的胺液会差异性地附着在炼油设施，炼油工业炉温度假如不稳定，就会导致胺液出现固化，如此就会导致严重的火嘴阻塞，给炼油工业炉温度的稳定带来不同影响。开展炼油工艺革新过程中，要求选择应有质量最好的铁丝保证火嘴的畅通，这样能有效加强炼油工业炉的燃烧情况，以及在这个过程中炼油工业炉会出现雾化，因而能够有效控制燃料燃烧不彻底的情况，加强炉热水平效果，推动炼油技艺的创新。

3.2 控制燃料的不彻底燃烧

炼油过程中，所使用的燃料都会出现燃烧不彻底的问题，但是，国内针对不彻底燃烧的问题还缺乏对应的优化技艺。然而能够使用科学有效对策来对燃料的不彻底燃烧问题开展有效地管理。针对烟雾排放和空气净化开展全面管控，从而加强燃料的应用效果，加强燃料化学反应，在这个过程中有效处理燃料燃烧不彻底的有关问题。在这个过程中，要求选择高质量的燃烧设备，并且还要求对设施开展固定阶段的保养和维护，如此才能够保证燃烧设施的使用期限，加强使用效果。在燃烧器械里面开展燃料的彻底燃烧，要根据国家的有关规范来给炼油工业炉里面的空气含量开展科学的调节，当燃烧规范一致，才能够开展有效燃烧。

3.3 改善炼油技艺

针对燃烧火焰温度开展解能控制的详细操作包括以下内容:①管式炼油工业炉布置空气余热设备，把它安装在管式炼油工业炉装置的下端；②利用对流室添加热工艺介质，可以减少流式加热介质和燃料排放烟气温差；③要求采用DCS 及PLC 程序来开展烟道板管理，也能够开展在线智能化测定，还能够及时对氧气含量开展科学的优化，有效完成燃料燃烧过程中空气匀称加入，可以加强燃料燃烧火焰温度。不仅如此，对于重质燃料加热炉，要求采用添加剂，从而减少对流室炉管、热炉中和余热回收回收产生结垢，减低炼油工业炉燃料所出现的消耗，从而加强燃料燃烧效果。炼油工业炉的燃气喷枪要求整改为多层雾化构造，喷嘴要求采用多级开展的技艺，选择采用这部分设施对于加热炉燃料的燃烧及混合极其有效，从而能够使燃料室内的全部燃料可以全面燃烧。另外，还可以加强炼油工业炉表层温度，让温度更加匀称，加强炼油技艺炼油工业炉综合热量承载和自我自动处理能力。

3.4 炼油工业炉余热回收技艺

余热回收这项技艺是强化炼油技艺的核心内容。它主要是利用水热煤或者无机传热这两项技术来开展炼油操作的。在这个过程中，水热煤技术核心是通过除氧水及除盐水，在加热炉中组合成一个闭环形式的循环系统，强化吸收炼油工业炉中烟气，有效吸收炼油工业炉里面的烟气热量，对于加强空气燃烧效率极其有效。但是水热煤技艺操作极其简便，并且使用的设备都比较简单，能够有效加强炼油过程的余热回收率，导致炼油工业炉能够达成环保节能效果。无机传热这一技术核心是保证炼油工业炉的传热效果，在工作的时候将无机元素设备在炼油工业炉里，并且推动金属设备构成导热效果，采用这一导热技艺可以将无机传热效果全面展现，因此在炼油过程中，能够加强工业炉余热的回收效果，提高工业炉的热效率。

3.5 炼油工业炉和对应装置相融合回收余热

炼油产品的生产基本要利用冷却完成后才能够出厂或者输送，根据这一特征可以回收冷却气，作为燃烧空气的余热，从而能够给炼油器械能量耗费开展有效管理，还可以有效加强节能效率，加强炼油工业炉的工作效率。假如可以有效管理好燃料成本，显著加强炼油产品的水平，还能更全面地展现炼油装置内的热量，使加热炉的节能效果更显著。炼油工业炉和其他装置开展融合使用来回收余热，它的核心应用为热油式空气预热装置，如此的预热装置能够使空气达成预热规范。但是在炼油工业炉内开展余热回收，也许会差异性地加强回收热量效果，还能够有效减少由于回收炉会受温度过低导致的设施腐蚀问题。利用这样的热油式预热器来回收产品热量，以及在冬天采用这一方法来回收余热，会得到科学的效果。融合装置的方法能够加强炼油工业炉余热回收率，针对炼油工业炉来看，是一种创新方法。炼油设备在燃油燃气内的使用还未健全，极易发生停工，出现燃料耗费，想要加强炉热水平，能够构建燃油燃气的加热程序，逐渐融合停检规划来开展炼油工业炉的改善优化。