延迟焦化加热炉节能改造措施

延迟焦化装置加热炉为管式加热炉。为使装置更合理地运转，达到最好的经济效益，对装置进行局部改造升级，通过增加油相受热面积、提高换热系数、减少漏风量、降低排烟温度等改造措施，提高加热炉的热效率，达到了很好的节能降耗目的，节约成本，增加收益。

100万吨/年延迟焦化装置于2003年底开始建设，2004年11月建成投产。2010年4月经过扩能改造，处理量提高到120万吨/年。装置加热炉为管式加热炉，所用燃料为炼厂气。加热炉的改造设计方案就是在不对加热炉设备本体进行较大变动的前提下，通过改变辐射盘管和对流盘管的布置，尽最大可能提高加热炉操作负荷，以满足装置大负荷生产操作的要求。同时针对加热炉主烟道挡板卡死、炉膛外表散热损失大、燃烧器火焰易舔炉管、炉膛漏风等严重影响到焦化加热炉热效率的问题进行改造，提高焦化加热炉热效率，深挖焦化装置节能潜力。

一、加热炉运行问题及分析

由于加工负荷的提高，加热炉处于操作负荷的上限，因而成为提高装置处理能力的一个主要瓶径。

1.对流段：原设计蒸汽段排管存在不合理之处，造成蒸汽负荷过大，工艺介质负荷偏低;同时，管外积灰较多，热阻大，影响换热效果。辐射段：原设计遮蔽段计算热负荷过大，导致辐射段热负荷减小，造成辐射管设计平均热强度较小。在实际生产过程中，为了使炉出口温达到500℃，就必须将炉管实际热负荷超过设计负荷，尤其是从下向上的第4～10根炉管表面热强度非常高，造成炉管结焦速度较快、炉管外壁氧化爆皮严重，影响了装置的长周期运行。

2. 炉体散热损失大、漏风量大：对流室、辐射室外壁温度较高，局部达到110℃;辐射室侧墙共有80个看火门，散热、漏风量大;加热炉主烟道密封挡板随着温度的变化，转轴变形卡死，长期处于全开状态，造成烟气热损失较大。

3.燃烧器存在安全隐患：燃烧器的结构是，中心是1个长明灯喷嘴，两侧是对称两排主3个燃烧喷嘴，配风来自于燃烧器底部。主燃烧器的配风大时，容易造成火苗过高或自动抽灭，如果配风小时，火苗发飘，容易舔炉管。燃烧过程中，两侧主燃烧喷嘴的燃料气及底部配风在长明灯所在的中心位置形成一个负压区，长明灯经常被抽灭。

4.低温露点腐蚀加强：在过去几年里，炼油厂中原油重质化和处理深度增加，炼厂气硫含量的和燃油自身消耗增加，导致烟气中二氧化硫和三氧化硫含量不断上升。烟气含硫造成低温状态下露点腐蚀。

二、改造处理分析

1.流程变化：对流室过热蒸汽管由4排改为2排，其中下部2排(共4根)更换为油管。辐射室顶部增加2根油管。通过减少蒸汽盘管数量，增加工艺介质的加热面积，降低了辐射炉管热强度，在对加热炉改动最少的条件下优化了加热炉的操作，在装置运行平稳的情况下使加热炉运行周期延长。一方面降低蒸汽的过热度，另一方面增加油的受热面积，降低炉管表面热强度。增加28台声波吹灰器，减少了烟气粉尘沉积，提高换热系数。换热系数增大，加热炉的热效率提高。过热蒸汽放空管线低点增加排水导淋，防止蒸汽带水造成管线水击，导致管线损坏，避免水蒸发吸收对流室的热量，造成能量浪费。

2.炉墙衬里更换：辐射室侧墙上部、端墙及顶部全部更换为220mm厚的高铝陶瓷纤维模块复合衬里，侧墙下部2500mm。高度背衬为隔热耐火浇注料和陶瓷纤维板B-12，B-14，迎火面为高铝耐火砖。辐射室衬里表面喷涂高温辐射涂料。减少热量损失，提高热效率。看火门由72个减少至8个、人孔、防爆门更新。通过减少开孔面积，减少漏风量，减小热量损失。更换主烟道挡板，采用外部支撑轴承，电液阀形式的，不易卡涩。

3.燃烧器更换：由底烧改为侧烧，位置没变，通过炉墙反射热量，但是燃烧器的火嘴顶部开孔朝向炉墙。防止火苗添炉管，防止炉管结焦。

4.更换空气预热器：通过材质升级，提高设备抗腐蚀能力。定期对加热炉烟气露点腐蚀温度进行测定，选择合适的排烟温度，减少对预热器造成的设备腐蚀。增加空气换热面积，提高加热炉热效率。

三、焦化加热炉节能改造效果

结合现场实际观测，此次加热炉改造后效果优于改造前，热效率从原来的90%提高至91%，主要取得了以下良好效果：

1.加热炉对流室1.0Mpa过热蒸汽温度为330～350℃，较改造前有所降低。焦化加热炉对流烟气温度为340～360℃，改造前对流室烟气出口温度达到400℃左右，有了明显的下降。说明对流室取热效果明显改善。炉管表面及炉膛最高温度的大幅降低，表明炉管的表面热强度大幅下降，流程的调整使对流室、辐射室的热负荷分布更加合理。吹灰器定期运行，状态良好。

2.对流室炉膛东西两侧管箱外壁最高温度由改造前的110℃降至55℃，辐射室外壁温度也由改造前的60～80℃降至40～50℃，表明更换辐射室新型衬里的保温效果良好。新型主烟道挡板开关动作良好，未发生卡涩现象，降低了烟气热量损失。

3.新型燃烧器使用良好。

四、加热炉改造后存在的问题

1.外排烟气氧含量的采样分析结果比在线分析仪仪表高2.5%以上，需要对仪表进行校验，控制烟气实际氧含量在2～4%的范围内。

2.加热炉热效率计算值低于设计值，主要原因在两点：

2.1改造后空气预热器换热效果没有达到设计指标，排烟温度较高。

2.2改造后焦化处理量没有达到设计值130万吨/年，自产蒸汽量也低于设计的8.4t/h，仅为2-4t/h，造成对流室热效率降低，排烟温度升高。

3.焦化加热炉北路西侧小烟道挡板卡瑟，无法正常投用自动调节。