對優(yōu)化加熱爐工藝運行的研討

李德臣

摘 要：通過研究中國石油撫順石油化工公司石油二廠3.5×105 t/年糠醛精制裝置的生產(chǎn)工藝，開展了有針對性的工業(yè)試驗對比，摸索出降低裝置能耗的生產(chǎn)運行控制措施，進而指導裝置的實際生產(chǎn)運行，實現(xiàn)裝置能耗指標的降低，大幅度提升了裝置的運行效益。

關鍵詞：糠醛精制裝置；加熱爐；燃料氣；排煙溫度

中圖分類號：TQ241 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.18.115

1 裝置簡介

執(zhí)行正序生產(chǎn)方案時，裝置原料來源于8.0×106 t/年蒸餾裝置生產(chǎn)的減二、三、四線減壓側線蠟油；執(zhí)行反序生產(chǎn)方案時，裝置原料來自酮苯脫蠟脫油裝置的減二至減四線脫蠟油。裝置由抽提系統(tǒng)、精制液溶劑回收系統(tǒng)、抽出液溶劑回收系統(tǒng)、水溶液回收系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、發(fā)汽系統(tǒng)和燃料系統(tǒng)組成。目的產(chǎn)品為精制油和副產(chǎn)品抽出油，精制油經(jīng)后序生產(chǎn)裝置酮苯脫蠟脫油、加氫精制、白土精制、石蠟成型裝置，產(chǎn)品為潤滑油基礎油及石蠟，抽出油作為2.4×106 t/年延遲焦化原料使用。

2 問題原因分析

3.5×105 t /年糠醛精制裝置2013年裝置累計開工時間為184 d，加工大蒸餾減四線餾分油，全年總加工量為156 739 t，日均852 t。其中，糠醛精制油13 543 t，收率86.41%，年度能耗完成值40.12 kgeo/t。3.5×105 t/年糠醛精制裝置2013年能耗數(shù)據(jù)如下：

燃料氣：年度累計30.41 Kgeo/t，能耗占比75.8%，要素排序為1；

電：年度累計3.835 Kgeo/t，能耗占比9.56%，要素排序為2；

1.0 MPa蒸汽：年度累計2.889 Kgeo/t，能耗占比7.2%，要素排序為3；

循環(huán)水：年度累計1.965 Kgeo/t，能耗占比4.898%，要素排序為4；

除氧水：年度累計0.86 Kgeo/t，能耗占比2.143%，要素排序為5；

新鮮水：年度累計0.019 Kgeo/t，能耗占比0.034 736%，要素排序為6；

能耗合計：年度累計40.12 Kgeo/t，能耗占比100%.

由上數(shù)據(jù)可看出，燃料氣的消耗情況是裝置節(jié)能降耗的最重要因素，控制燃料氣消耗是降低能耗最直接、最有效的手段。

2.1 燃料氣消耗分析

影響燃料氣消耗的主要因素為燃料氣組成、壓力、熱值的變化導致消耗的變化。當裝置加工量、溶劑比、加熱爐進料量一定，燃料氣壓力相對平穩(wěn)時，監(jiān)測燃料氣的用量變化時發(fā)現(xiàn)，燃料氣用量變化較大，波動范圍為700～1 500 kg/h，裝置設計燃料氣用量為900 kg/h。由此可推斷是由于燃料氣組成的不穩(wěn)定導致燃料氣用量的大幅波動，燃料氣組成的變化直接造成燃料氣熱值的變化，因此，燃料氣組成的相對穩(wěn)定是影響裝置能耗的重要因素。

2.2 加熱爐運行工況及熱效率分析

加熱爐的運行工況及熱效率可以反映出以下兩方面的情況：①外網(wǎng)燃料氣組成和燃料氣壓力的波動變化。對裝置操作而言，外網(wǎng)燃料氣組成和燃料氣壓力的波動變化是被動和不可控的。②裝置內(nèi)加熱爐工藝操作的穩(wěn)定性。在保證加熱爐燃燒效果的情況下，強化加熱爐管理。操作人員隨裝置負荷變化通過強化運行控制，以提高加熱爐熱效率、降低燃料消耗為目標；通過重點關注影響加熱爐熱效率的氧含量、排煙溫度、負壓值、爐膛溫度等指標來指導生產(chǎn)調(diào)節(jié)；通過調(diào)整“三門一板”，降低煙氣氧含量，保證氧含量控制在3%～4%的合理區(qū)間。冬季生產(chǎn)控制氧含量尤為重要，減少加熱爐冷空氣量的帶入，將控制爐膛負壓控制在-50～-20 kPa區(qū)間；關注加熱爐排煙溫度，既要保證排煙溫度不能過高，以免增加熱量損失，又要保證排煙溫度不能過低，以免造成加熱爐露點腐蝕，縮短設備的使用壽命。給加熱爐平穩(wěn)進料，根據(jù)加熱爐火焰的顏色、煙氣組成變化、火嘴燃燒狀態(tài)及燃料氣是否帶液等情況及時進行操作調(diào)整。

3 加熱爐優(yōu)化運行的建議及改進措施

加熱爐優(yōu)化運行的措施主要有以下幾點：①投用空氣預熱器系統(tǒng)，高效回收精制油熱量；②控制好氧含量、爐膛負壓、排煙溫度和爐膛溫度等指標；③不斷優(yōu)化工藝操作，提高加熱爐熱效率；④采用高效隔熱襯里，降低爐體熱損失；⑤控制溶劑比，減少溶劑循環(huán)量，從而降低加熱爐負荷；⑥強化操作管理，優(yōu)化加熱爐系統(tǒng)儀表PID設置，精準控制儀表，確保加熱爐不超溫，避免或減少爐管結焦，提高爐管傳熱效率；⑦控制火焰高度，在滿足爐出口溫度時，降低爐膛溫度和排煙溫度；⑧做好爐體相關組件的密封工作，減少熱量散失；⑨控制加熱爐進料量的相對平穩(wěn)，避免因進料量的波動而導致燃料氣的波動；⑩加強瓦斯流量、壓力、攜帶殘液的監(jiān)控和檢查，提高操作預見性，實現(xiàn)加熱爐的安全、平穩(wěn)運行。表1為3.5×105 t/年糠醛精制裝置實施改進措施前、后的能耗數(shù)據(jù)對比表。

表1 3.5×105 t/年糠醛精制裝置實施改進措施前、后的能耗數(shù)據(jù)對比表

項目 單位 2013年累計 2014年累計 降比/（%） 節(jié)約燃料氣量/t

燃料氣 Kgeo/t 30.41 21.01 30.91 2 769

電 Kgeo/t 3.835 3.65 — —

1.0 MPa蒸汽 Kgeo/t 2.889 0.90 — —

循環(huán)水 Kgeo/t 1.965 1.38 — —

除氧水 Kgeo/t 0.86 0.52 — —

新鮮水 Kgeo/t 0.019 0.01 — —

能耗合計 Kgeo/t 40.12 27.47 31.53 —

通過采取上述措施，從能耗占比最大的燃料氣入手，不斷摸索和優(yōu)化加熱爐工藝，以提高加熱爐的運行效率，降低燃料氣的消耗。2014年按可比口徑實現(xiàn)節(jié)約燃料氣2 769 t，能耗降低31.53%，實現(xiàn)了裝置降本降耗的目標，最終實現(xiàn)了裝置經(jīng)濟效益的大幅提升。

〔編輯：劉曉芳〕