加熱爐節(jié)能改造評(píng)價(jià)

許建選（遼陽(yáng)石化公司生產(chǎn)監(jiān)測(cè)部）

近幾年，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求大幅增長(zhǎng)，環(huán)境保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻。大力節(jié)能減排是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)自身提出的必然要求。因此某石化公司決定針對(duì)公司重整裝置的二合一和四合一兩臺(tái)高耗能的加熱爐進(jìn)行一些必要的節(jié)能技術(shù)改造，以達(dá)到節(jié)能減排的需求。目前，該公司重整裝置的二合一爐的熱管式空氣預(yù)熱器投用時(shí)間較長(zhǎng)，爐子的排煙溫度比起裝置剛投用時(shí)大幅提高；而四合一爐為自然通風(fēng)，進(jìn)爐燃燒用空氣為常溫，可以進(jìn)一步改進(jìn)。

1 改造前存在的問(wèn)題及原因

改造前加熱爐基本情況見(jiàn)表1。

表1 加熱爐基本情況

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石化節(jié)能技術(shù)監(jiān)測(cè)中心，于2011年11月對(duì)該石化公司重整裝置二合一和四合一加熱爐進(jìn)行了節(jié)能監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)報(bào)告見(jiàn)表2。

從表1和表2中可以看出：

1） 加熱爐存在著氧含量過(guò)高問(wèn)題，比如四合一爐已經(jīng)接近6%，與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相比，差距很大（鎮(zhèn)海煉化的80×104t/a連續(xù)重整，氧含量常年維持在2%以下）；檢查后發(fā)現(xiàn)氧含量過(guò)高的原因是：加熱爐氧化鋯的投用率很低，并且經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真或者不出數(shù)的情況，這就造成了加熱爐操作人員不能及時(shí)地按照爐子實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)加熱爐氧含量進(jìn)行精細(xì)化調(diào)節(jié)；爐子煙道擋板腐蝕卡澀，室外無(wú)法手動(dòng)調(diào)節(jié)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障無(wú)法自動(dòng)調(diào)節(jié)；由于爐子爐齡較長(zhǎng)，爐子觀火孔、燃燒器底座等密封不嚴(yán)。

表2 加熱爐測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)

2）加熱爐排煙溫度存在嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)象。比如二合一爐排煙溫度達(dá)到了208℃，該爐煙氣過(guò)熱的原因是熱管式空氣預(yù)熱器投用時(shí)間較長(zhǎng)，在投用后沒(méi)有經(jīng)過(guò)檢修或除灰，腐蝕、積灰、杜塞等現(xiàn)象比較嚴(yán)重，換熱效率較低，導(dǎo)致煙氣沒(méi)有得到有效換熱。

3） 在低溫?zé)崂梅矫嫒杂袧摿赏?。比如四合一爐排煙溫度達(dá)到了191℃，爐子的排煙溫度較高可回收利用。四合一爐排煙溫度高主要是因?yàn)樵摖t煙氣余熱回收系統(tǒng)是靠余熱鍋爐發(fā)生蒸汽的形式運(yùn)行的，由于設(shè)計(jì)原因進(jìn)入余熱鍋爐的水溫為100℃左右，煙氣溫度在經(jīng)過(guò)余熱鍋爐后沒(méi)有得到有效的下降。

2 改造方案

2.1 改造的主要內(nèi)容

如果加熱爐燃料為天然氣或煉油廠瓦斯，加熱爐排煙溫度可以控制到125℃，燒燃料油的加熱爐排煙溫度可控制在145℃（根據(jù)中石化鎮(zhèn)海分公司的經(jīng)驗(yàn)得出的）。按此指標(biāo)及其它方面綜合考慮，對(duì)以上兩組加熱爐提出以下節(jié)能措施：

1） F102和F205二合一加熱爐排煙溫度208℃，該加熱爐的節(jié)能改造從以下幾方面進(jìn)行：更換燃燒器類型，由以前的油氣混燒燃燒器更換為只燒煉廠瓦斯氣型；對(duì)舊有空氣預(yù)熱器進(jìn)行除灰、清洗作業(yè)并更換熱管，加裝新型激波吹灰器；對(duì)爐體內(nèi)部對(duì)流段進(jìn)行吹掃、除灰。

2）四合一加熱爐由F201、F202、F203、F204四個(gè)加熱爐組成，該加熱爐爐管型式為正U型，側(cè)燒自然通風(fēng)，對(duì)流室發(fā)生蒸汽回收煙氣余熱，加熱爐排煙溫度為191℃、氧含量5.7%。在排煙溫度的有效利用方面，該加熱爐新增一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)、一臺(tái)空氣預(yù)熱器和一條熱風(fēng)道，把自然通風(fēng)燃燒器更換為強(qiáng)制通風(fēng)燃燒器，經(jīng)測(cè)算改造后燃燒用空氣可以加熱到100℃。在氧含量的控制上，更換所有的氧化鋯在線分析儀，并進(jìn)行校準(zhǔn)；對(duì)觀火孔、燃燒器底座等進(jìn)行密封作業(yè)；對(duì)煙道擋板進(jìn)行修復(fù)，更換執(zhí)行調(diào)解機(jī)構(gòu)。

2.2 改造的預(yù)期目標(biāo)

1）F102和F205二合一加熱爐排煙溫度由208℃下降到125℃，爐效率提高4%以上。

2）F201～F204四合一爐排煙溫度由191℃下降到125℃，氧含量由5.7%下降到3%以下，燃燒用空氣可以加熱到100℃以上，爐效率提高5%以上。

3 節(jié)能量計(jì)算

從改造的預(yù)期目標(biāo)來(lái)看，該爐的改造屬于節(jié)能改造，因此必須先測(cè)算出節(jié)能量，之后才能進(jìn)行項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)。F102～F205二合一加熱爐熱負(fù)荷為20.68MW，改造前爐效率為86.5%，改造后要達(dá)到的預(yù)期爐效率為90.5%；F201～F204四合一加熱爐熱負(fù)荷為36.33MW，改造前爐效率為88.4%，改造后要達(dá)到的預(yù)期爐效率為93.4%。按每臺(tái)爐子平均年運(yùn)行時(shí)間8000 h，根據(jù)節(jié)能量計(jì)算公式

年節(jié)能量=設(shè)計(jì)熱負(fù)荷×（1/淘汰前熱效率-1/淘汰后熱效率）×年開工時(shí)數(shù)×3600/（4.187×7000）

式中：

年節(jié)能量（以標(biāo)煤計(jì)），t；

設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，MW；

年開工時(shí)數(shù)，h。

可得出二合一、四合一加熱爐的節(jié)能量。

F102～F205二合一加熱爐年節(jié)能量：

Ej=20.68×（1/0.865-1/0.905）×8000×3600/（4.187×7000）=1038 t

F201～F204四合一加熱爐年節(jié)能量：

Ej=36.33×（1/0.884-1/0.934）×8000×3600/（4.187×7000）=2170 t

4 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

1）評(píng)價(jià)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：SY/T 6473—2000石油企業(yè)節(jié)能技措項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)方法。

2）項(xiàng)目費(fèi)用：項(xiàng)目總投資：I=120+200=320萬(wàn)元。

3）項(xiàng)目效益：En=1038+2170=3208 t

按目前每噸標(biāo)煤550元計(jì)算，年節(jié)煤折合人民幣為：R=3208×550=176萬(wàn)元/年。

4）靜態(tài)投資回收期為：Pt=I/R=320/176=1.8年

5 評(píng)價(jià)結(jié)論

通過(guò)節(jié)能監(jiān)測(cè)、節(jié)能量確定和主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算，結(jié)果表明：如達(dá)到改造預(yù)期目標(biāo)，以目前的燃煤價(jià)格計(jì)算，該項(xiàng)目靜態(tài)投資回收期為1.8年。說(shuō)明該項(xiàng)目節(jié)能減排效益顯著。