常减压装置加热炉热效率提升与改进施.doc

常减压加热炉热效率提升与改进措施 张二学 （长岭分公司炼油作业一部 414012） 摘要：本文主要通过对长岭分公司1#常减压装置的加热炉系统存在的炉管结垢严重、热管腐蚀和热效率低等问题进行分析，采取了改善燃料性质、使用清灰剂、停工检修改造和提高日常管理水平等改进措施，使装置加热炉的燃烧状况、工艺控制平稳性和加热炉的热效率等运行工况得到了较大改善，为提高装置的各项经济技术指标奠定了基础，并为1#常减压装置的长周期安稳运行提供了保障。 关键词：加热炉 优化 措施 1.概述 加热炉作为常减压蒸馏装置重要的供热设备，其运行状况的优化与否直接影响到整个装置的安全平稳运行，特别是近年来随着装置运行周期的不断延长以及企业节能降耗工作的深入开展，如何延长加热炉运行周期、降低燃料消耗及运行成本正在成为炼厂新的研究课题。针对近年来长岭分公司1#常减压装置加热炉在运行中存在的炉管结垢严重、热管腐蚀和热效率低等主要问题，通过进行相应的检修改造和改进措施，优化常减压加热炉系统的运行状况，从而提高加热炉热效率，确保常减压装置实现长周期安全平稳运行。 2. 现状分析 常减压装置加热炉运行时间较长，其筒体已使用三十多年，设备陈旧老化，尤其是近几年，原油性质变差硫含量增加，装置自产低压瓦斯、减顶瓦斯和燃料油（自产渣油）硫含量较高，这些未经脱硫的燃料组分进入加热炉燃烧后，会导致加热炉热效率较低（小于89%）、炉管结垢严重、炉膛温度超高和炉出口温度达不到工艺指标要求等问题，特别是2009年装置在停工大检修期间检查发现了加热炉存在许多问题隐患，对装置优化生产和加热炉的长周期安稳运行非常不利，也成为影响了装置全年各项经济技术指标的完成和装置实现达标的瓶颈。1#常减压装置加热炉系统在检修期间发现的主要问题如下： 炉1定位管2根、炉3定位管4根脱落，导致炉管晃动幅度较大，严重影响炉管的使用寿命，并存在炉管拉裂的安全隐患。 炉-3辐射炉管表面积灰、积垢严重，炉-3对流管表面积灰、积垢严重，厚度比较均匀，约有2mm厚的灰垢包在钉头管上，导致传热效率下降，并容易造成局部腐蚀，具体积灰结垢情况如图1、图2所示。 图1 炉3钉头管结垢图 图2 炉3辐射管结垢图 加热炉空气预热器热管表面积灰、积垢严重，尤其是烟气出口1—5排热管翅片管腐蚀严重，热管预热器出口端及管道腐蚀严重，多处腐蚀穿孔，降低了空气预热器的换热效果，限制了排烟温度的降低，从而降低了加热炉的热效率。空气预热器表面积灰结垢及腐蚀情况如图3所示。 图3 空气预热器表面积灰结垢腐蚀情况 由于常减压加热炉长期使用未脱硫的自产低压瓦斯、减顶瓦斯和减压渣油做燃料，造成加热炉顶局部腐蚀严重，多处腐蚀穿孔，不仅漏风而降低热效率，并且严重影响加热炉的长周期安稳运行。加热炉顶部腐蚀情况如图4所示。 图4 炉1、炉2顶部腐蚀情况 3. 改进措施 3.1 改善加热炉燃料性质 由于燃料油、低压瓦斯和减顶瓦斯的硫含量较高，燃烧状况不理想，并且燃料油燃烧时经常出现冻凝和冒黑烟现象，容易造成炉管结垢。低压瓦斯压力难以控制，火焰燃烧状况也不理想，造成烟气CO含量超高，生产操作调节难度大，对炉膛温度和炉出口温度以及烟气氧含量控制不利。同时，由于烟气中SO2含量超高，造成空气预热器热管露点腐蚀严重，限制了排烟温度的提高，降低了加热炉热效率。因此，通过停烧燃料油，并进行了三顶瓦斯回收脱硫系统改造，将低压瓦斯和减顶瓦斯全部改入催化装置进行脱硫，加热炉只烧脱硫后的高压瓦斯燃料气，降低了燃料气的硫含量，改善了燃料性质，提高了工艺控制平稳性和加热炉热效率。燃料油和各类燃料气的组成分析数据如表1所示。 表1燃料油和燃料气的分析数据 项目 脱后干气 低压瓦斯 减顶瓦斯 燃料油组成（w%） 组成 % （V） H2 21.06 0.82 　 C 86.28 CO2 0 3.8 　 H 11.46 CO 0 0 　 O 　 H2S 0 0.009 9.73 N 0.93 CH4 32.86 16.74 27.94 S 1.33 C2H6 16.64 10.06 11.54 　 　 C2H4 9.73 2.39 2.81 　 　 C3H8 3.4 25.88 9.17 　 　 C3H6 3.88 0.53 4.25 　 　 iC4H10 1.45 10.65 1.09 　 　 nC4H10 0.71 13.4 4.18 　 　 nC4H8 0.49 0.03 1.09 　 　 iC4H8 0.56 0.2 1.02 　 　 tC4H8 0.49 0.01 0.26 　 　 cC4H8 0.36 0.02 0.14 　 　 iC5H12 0.75 4.72 1.46 　 　 nC5H12 0.1