延時焦化機組加熱爐延遲焦化單元加熱爐為管式加熱爐。 為使裝置執行更合理,達到最佳經濟效益,對裝置進行部分改造公升級,通過增加油相加熱面積、提高換熱係數、減少漏風量、降低廢氣溫度等改造措施,提高加熱爐的熱效率, 從而達到節能降耗、節約成本、增加收益的良好目的。
延時焦化裝置加熱爐為管式加熱爐,使用的燃料為煉油廠煤氣。 加熱爐的改造設計方案是在爐體不做大改動的前提下,通過改變輻射盤管和對流盤管的布置,盡可能增加加熱爐的執行負荷,以滿足裝置大負荷生產執行的要求。 同時,嚴重影響焦化加熱爐熱效率的問題,如加熱爐主煙道擋板卡住,爐膛表面散熱損失大,燃燒器火焰易舔爐管,爐膛漏氣, 從而提高焦化爐的熱效率,深入挖掘焦化裝置的節能潛力。
窯爐執行問題及分析由於加工負荷的增加,爐子處於執行負荷的上限,因此是增加裝置加工能力的主要瓶徑。
1.對流段:蒸汽段管道原設計存在不合理點,導致蒸汽負荷過大,工藝介質負荷低; 同時管外積塵較多,熱阻大,影響換熱效果。 輻射段:原設計遮蔽段計算的熱負荷過大,導致輻射段熱負荷降低,導致輻射管設計的平均熱強較小。 在實際生產過程中,要使爐膛出口溫度達到500°C,爐管的實際熱負荷必須超過設計負荷,特別是4 10號爐管自下而上的表面熱強度非常高,導致爐管焦化速度快, 並且爐管外壁的氧化和面板爆炸嚴重,影響裝置的長期執行。
2.爐體散熱損失大,漏風量大:對流室和輻射室外壁溫度高,區域性溫度達到110°C; 輻射室側壁共有80扇防火門,散熱漏氣量大; 隨著溫度的變化,加熱爐主煙道的密封擋板使轉軸變形並凍結,轉軸長時間處於全開狀態,導致煙氣的熱量損失大。
3.燃燒器存在安全隱患:燃燒器的結構是中心有乙個永久燈噴嘴,兩側有兩排三個燃燒噴嘴的主排,空氣分布來自燃燒器底部。 當主燃燒器的空氣分布較大時,容易造成火焰過高或自動熄滅,如果空氣分布較小,火焰會漂浮,容易舔到爐管。 在燃燒過程中,兩側主燃燒噴嘴的燃氣和底部的空氣分布在常亮燈所在的中心形成負壓區,常亮燈經常熄滅。
4.低溫腐蝕加劇:近幾年來,煉油廠重質處理深度加大,煉油廠煤氣含硫量和燃料消耗量增加,導致煙氣中二氧化硫、三氧化硫含量上公升。 煙氣中的硫含量在低溫下會引起腐蝕。
改造加工分析1.工藝變化:對流室中的過熱蒸汽管由4排改為2排,下部2排(共4排)更換為油管。 在輻射室頂部新增 2 根管子。 通過減少蒸汽盤管數量,增加工藝介質的加熱面積,降低輻射爐管的熱強度,以最小的爐子變化優化爐子的執行,在機組穩定執行的條件下延長爐子的執行週期。 一方面降低了蒸汽的過熱度,另一方面增加了油的加熱面積,降低了爐管表面的熱強度。 增加28臺聲波吹灰器,減少了煙氣粉塵的沉積,提高了傳熱系數。 傳熱系數增加,爐子的熱效率提高。 過熱蒸汽向管道低點放氣,增加排水和排水,防止蒸汽與水一起造成水錘,造成管道損壞,避免水分蒸發吸收對流室的熱量而造成能源浪費。
2.爐壁襯更換:側壁上部、端壁和輻射室頂部全部更換為220mm厚的高鋁陶瓷纖維模組復合襯裡,側壁下部為2500mm。 高度由隔熱耐火澆注料和陶瓷纖維板B-12和B-14背襯,面向火面為高鋁耐火磚。 輻射室襯裡表面噴塗高溫輻射漆。 減少熱損失,提高熱效率。 防火門的數量從72個減少到8個,並更新了檢修孔和防爆門。 通過減小開口面積,減少漏氣量,減少熱損失。 更換主煙道擋板,採用外接支撐軸承,電液閥形式,不易卡住。
3.燃燒器更換:由底部點火改為側點,位置沒有改變,熱量通過爐壁反射,但燃燒器的頂孔朝向爐壁。 防止火焰向爐管中增加,防止爐管結焦。
4.更換空氣預熱器:通過材料公升級,提高裝置的耐腐蝕性。 定期測量加熱爐煙氣的腐蝕溫度,選擇合適的廢氣溫度,減少預熱器引起的裝置腐蝕。 增加空氣換熱面積,提高加熱爐的熱效率。
焦化爐節能改造效果結合現場實際觀察,改造後的爐子效果優於改造前,熱效率由原來的90%提高到91%,主要取得了以下良好效果:
1.加熱爐對流室10MPa過熱蒸汽溫度為330 350,低於轉化前。 焦化爐對流煙氣溫度為340-360,對流室煙氣出口溫度在改造前達到400°C左右,已明顯降低。 結果表明,對流室的提熱效果得到顯著改善; 爐管和爐膛表面的最高溫度大大降低,說明爐管的表面熱強度大大降低,工藝的調整使對流室和輻射室的熱負荷分布更加合理。 吹灰器定期執行,狀況良好。
2.對流室爐東西兩側管箱外壁最高溫度由改造前的110°C降至55°C,輻射室外壁溫度也從改造前的60°C降至40°C50°C,說明輻射室新襯裡的保溫效果較好。 新的主煙道擋板開關動作良好,無堵塞,減少了煙氣的熱損失。
3.新燃燒器使用良好。
加熱爐改造後的問題1.廢氣含氧量取樣分析結果比**分析儀高2倍5%以上,需要校準儀器,將煙氣實際含氧量控制在2-4%的範圍內。
2.計算出的爐膛熱效率低於設計值,主要有兩個原因:
2.1、改造後空氣預熱器換熱效果未達設計指標,廢氣溫度高。
2.2、改造後,焦化處理能力未達到每年130萬噸的設計值,自產蒸汽量也低於設計值84T H,只有2-4T H,導致對流室熱效率降低,廢氣溫度公升高。
3.焦化爐北路西側的小煙道擋板為Kaser,不能自動正常調節。