陸偉
摘要:在石油工業(yè)生產(chǎn)中,工藝爐的使用多以管式加熱爐為主,因加熱物質(zhì)的過程主要是加熱管內(nèi)的氣體與液體,這不僅極易引爆烴類物質(zhì),而且具有較高的危險(xiǎn)性,尤其是在操作條件較差環(huán)境下,以連續(xù)性直接受火方式進(jìn)行加熱,更會(huì)產(chǎn)生較大的能源消耗,為此,亟需對其實(shí)施優(yōu)化與改造技術(shù)措施,由此全面提升工藝爐熱效率。
關(guān)鍵詞:煉油;工藝爐;熱效率;技術(shù)
引言
煉油工藝爐是煉油廠加工原油的關(guān)鍵設(shè)備,每年需消耗大量的燃料氣量,不僅浪費(fèi)資源同時(shí)損害經(jīng)濟(jì)利益。需通過節(jié)能改造減少煉油能耗、成本的同時(shí),進(jìn)一步提升工藝爐熱效率,降低排煙溫度,使?fàn)t子熱效率達(dá)到工業(yè)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
1油工藝加熱爐概述
加熱爐是常見工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備,更是石油煉制企業(yè)常用裝置。其中管式加熱爐最為常見,鑒于氣體、液體烴類物質(zhì)在爐內(nèi)加熱流動(dòng)易發(fā)生爆炸,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)方式,且加工原料多是有害物質(zhì),對此加熱爐不僅危險(xiǎn)姓高,同時(shí)對技術(shù)操心人員專業(yè)水平要求高。工藝加熱爐主要由通風(fēng)系統(tǒng)、輻射室、燃燒器等裝置組成。爐膛又稱輻射室,以輻射形式傳熱,承擔(dān)系統(tǒng)3/4的爐熱負(fù)荷。其余爐熱負(fù)荷由對流室承擔(dān),其以對流形式傳熱,工藝熱效應(yīng)隨著對流室吸熱量比重的增加而提高。強(qiáng)化工藝爐熱效應(yīng),可從對流室的釘頭管、翹片管改善入手。燃燒器具有產(chǎn)熱功能;余熱回收系統(tǒng)方面,主要回收煙氣余熱;通風(fēng)系統(tǒng)主要對燃燒器導(dǎo)入空氣、導(dǎo)出煙氣。基于加熱爐用途角度分類,工藝加熱爐分為氣液混相流體、液體、氣體加熱爐幾類?;谕庑尾町惙诸悾譃榉叫?、立式、箱式工藝加熱爐等。
2煉油工藝爐熱效率技術(shù)應(yīng)用時(shí)的問題
2.1排煙溫度增高的問題
在石油煉油生產(chǎn)期間,排煙溫度過高會(huì)對爐熱效率產(chǎn)生不同程度的影響,而且還會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。然而在煉油企業(yè)中卻對安全生產(chǎn)管理工作有所忽略,不能良好的對煉油工藝其加熱爐內(nèi)的氧氣含量進(jìn)行合理控制。依據(jù)我國所構(gòu)建的煉油加熱爐中氧氣含量規(guī)定,如煉油加熱爐當(dāng)中的氧氣含量大于整體氣體含量標(biāo)準(zhǔn)的4%時(shí),便會(huì)對煉油加熱爐的效率產(chǎn)生不同程度的影響。
2.2加熱爐溫度波動(dòng)會(huì)加快硫?qū)ζ餍档母g性
新時(shí)代背景下,煉油時(shí)所用的燃料是全新的燃料氣體,然而這類燃料氣體,在燃燒完之后,很可能會(huì)產(chǎn)生很多硫化物質(zhì)。然而,在煉油生產(chǎn)的時(shí)候,企業(yè)為了可以節(jié)省一些生產(chǎn)工序,會(huì)不同程度的縮減成本,針對硫化物的處理工作做得并不理想。長期如此,硫化物質(zhì)在設(shè)備中的占比會(huì)不斷增大,在此情況下,會(huì)很大程度的超過規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對于加熱爐內(nèi)的溫度穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生不同程度的直接性影響,同時(shí)也會(huì)對煉油加熱爐產(chǎn)生不同程度的腐蝕,使加熱爐的使用期限受到不同程度的損壞。
2.3煉油的設(shè)備比較陳舊
用于煉油的設(shè)備如果比較陳舊,會(huì)在煉油的時(shí)候形成很多問題,這會(huì)對現(xiàn)時(shí)代下的煉油工藝形成阻礙性影響。并且,在對陳舊煉油設(shè)備進(jìn)行維修時(shí),也會(huì)耗用大量的資金,由此對于經(jīng)濟(jì)效益的提升會(huì)形成不同程度的影響。所以在對煉油設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的優(yōu)化和創(chuàng)新時(shí),會(huì)讓企業(yè)投入較大的成本,在此情況下,煉油企業(yè)均都不能接受。煉油所用的加熱爐并沒有回收的系統(tǒng)裝置,所以回收再利用的成效并不突出,不能確保設(shè)備的充分合理利用,這樣會(huì)不同程度的延長生產(chǎn)周期。
3提高煉油工藝爐熱效率的措施
3.1擇優(yōu)燃燒器
煉油工藝爐的爐型不同、腔內(nèi)部布置差異,直接影響煙氣溫度、燃燒器配置等。對此需圍繞降低工藝爐局部燃燒溫度的原則,選擇多級(jí)燃料型、多級(jí)空氣型等類型的燃燒器。噴嘴需圍繞燃料霧化理想性選擇,如LGH型、Y型等燃燒器,燃燒調(diào)節(jié)比大,無論是加熱爐類型或是燃料油類型適用性廣泛,蒸汽損耗量明顯降低。合理選擇調(diào)風(fēng)器,如平流調(diào)風(fēng)器、軸流式彎曲葉片穩(wěn)焰器等,直接改善了燃燒穩(wěn)定程度,從而整體提升工藝爐熱效率。加熱爐熱負(fù)荷、換熱流程間存在一定聯(lián)系,改善換熱流程,減小加熱爐熱負(fù)荷,可降低燃料耗損與裝置能耗,最終達(dá)到低成本節(jié)能運(yùn)作。
3.2減少排煙損失
排煙損失會(huì)造成不同程度的工藝爐熱效率損失。可通過循環(huán)回收加熱介質(zhì)煙氣方式,減小排煙末端溫差與熱量排放損失,繼而強(qiáng)化工藝爐熱效率?;蚴窃谠袑?dǎo)熱油爐、工藝加熱爐設(shè)備的基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)介質(zhì)入口、煙氣排口間的持平位置,提高煙氣、介質(zhì)間的溫差,為煙氣改善介質(zhì)溫度奠定良好基礎(chǔ)。根據(jù)熱效率發(fā)平衡表達(dá)式,加熱爐熱效應(yīng)與排煙損失占總供熱比值、不完全燃燒占總供熱比值、散熱損失占總供熱比值間有一定的關(guān)系,對此采取降低排煙溫度、減少排煙損失、減少排煙溫度與介質(zhì)入口溫差、將加熱的鍋爐給水等低溫介質(zhì)引入對流室末端、減少過剩空氣系數(shù)、減少不完全燃燒與熱散損失、采用空氣預(yù)熱器、采用煙氣余熱鍋爐制造蒸汽等措施是非常有必要的,繼而提升加熱爐熱效應(yīng)。
3.3高溫輻射涂層
在工藝爐爐膛內(nèi)噴涂抹高溫輻射涂層,可顯著提升防腐保溫隔熱、輻射傳熱效果,以及隔熱保濕作用,繼而改善其熱效應(yīng)。其中HK-81涂料、陶瓷纖維等高溫輻射涂料最為常用。爐殼外墻溫度顯著降低,不僅工藝爐熱效應(yīng)與加工安全程度顯著提升,同時(shí)也達(dá)到了能源消耗降低的目的。
3.4清除於垢
燃料不完全燃燒后,炭粒與灰分等煙塵會(huì)附著在爐管、空氣預(yù)熱器上,熱阻增加傳熱效果隨之下降。積灰越多排煙溫度越高,熱效率直接降低。工藝爐吹灰頻次(一般為每24h)、吹灰裝置必須明確規(guī)定,且裝置必須處于正常運(yùn)行狀態(tài)。其中聲波、激波等吹灰器最為常用,前者借助彈性金屬膜片的振動(dòng),將內(nèi)流室、煙道內(nèi)的空氣轉(zhuǎn)換為聲波能源,達(dá)到清灰目的。但聲波、激波等吹灰器的安全程度不高,對此應(yīng)用范疇相對局限。是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)了清灰技術(shù)發(fā)展的步伐??昭ㄉ淞髑寤壹夹g(shù)是指在管路內(nèi)安裝清洗裝置,借助金屬葉片的高頻振動(dòng),形成急速渦流低壓區(qū),水流壓縮、崩裂繼而產(chǎn)生微射流與沖擊波,粉碎并清理爐內(nèi)沉積物,達(dá)到清除於垢目的,最終改善傳熱效果。
結(jié)語
總體來說,石油資源對于我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展具有非常重要的作用和意義,并且也推動(dòng)了城市的不斷發(fā)展。優(yōu)化煉油工藝可以有效改善對石油原料的有效利用,由此促進(jìn)石油業(yè)的不斷進(jìn)步。并且還可以有效的管控好石油開采成本的投入。
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