提高導(dǎo)熱油爐熱效率的方法研究

張 穎

(中原油田分公司 天然氣處理廠 ， 河南 濮陽(yáng) 457162)

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提高導(dǎo)熱油爐熱效率的方法研究

張 穎

(中原油田分公司 天然氣處理廠 ， 河南 濮陽(yáng) 457162)

中原油田天然氣處理廠是一家以石油伴生氣、穩(wěn)定輕烴為原料的輕烴深加工企業(yè)。輕烴深加工裝置為典型的連續(xù)精餾操作單元，導(dǎo)熱油給熱系統(tǒng)是精餾裝置的基本組成部分，導(dǎo)熱油爐是輕烴深加工裝置主要耗能設(shè)備，也是燃?xì)庀牡闹饕獑卧?。熱油爐熱效率低于設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致運(yùn)行能耗偏高，制約著裝置節(jié)能高效運(yùn)行。因此，改善熱油爐運(yùn)行工況，提高熱效率是降低裝置加工能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在。

導(dǎo)熱油爐 ； 熱效率 ； 燃?xì)馀浔?； 出口油溫

1 導(dǎo)熱油爐熱效率評(píng)價(jià)

丁烷分離裝置所用熱源主要由燃?xì)庑蛯?dǎo)熱油爐提供，導(dǎo)熱油爐型號(hào)為YY(Q)L-3000(250)Y(Q)-B型，該導(dǎo)熱油爐于2012年投入使用，結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)導(dǎo)熱油爐所暴露的問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，同時(shí)依據(jù)《有機(jī)熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》相應(yīng)條款對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)加熱爐系統(tǒng)存在加熱爐熱效率低、排煙溫度偏高等主要問(wèn)題，中原油田分公司裝備監(jiān)測(cè)總站提供了檢測(cè)數(shù)據(jù)與各項(xiàng)結(jié)論，如表1所示。

表1 導(dǎo)熱油爐檢測(cè)數(shù)據(jù)與各項(xiàng)結(jié)論

由表1的檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，導(dǎo)熱油爐熱效率與排煙溫度不合格，直接反映出導(dǎo)熱油爐的運(yùn)行工況下降，能耗增加。

2 導(dǎo)熱油爐熱效率低的原因分析與確認(rèn)

針對(duì)導(dǎo)熱油爐熱效率下降的問(wèn)題，對(duì)其原因進(jìn)行了分析，重點(diǎn)從燃?xì)馀浔?、爐管、導(dǎo)熱油、出口油溫、燃燒火焰以及檢測(cè)儀器六個(gè)方面的因素進(jìn)行了分析與確認(rèn)。

2.1 燃?xì)馀浔炔缓侠?/p>

近兩年中原油田天然氣處理廠的燃?xì)饨M分發(fā)生了改變，經(jīng)過(guò)組分分析發(fā)現(xiàn)重組分增加，所需空氣量也會(huì)增加，而導(dǎo)熱油爐依然在原有的燃?xì)馀浔认逻\(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致燃燒不充分，使得導(dǎo)熱油爐的熱效率下降，檢測(cè)點(diǎn)煙氣中一氧化碳含量過(guò)多，說(shuō)明燃?xì)馀浔戎锌諝饬窟^(guò)少，所以將燃?xì)馀浔炔缓侠泶_定為主要因。

2.2 爐管結(jié)焦

通過(guò)對(duì)導(dǎo)熱油爐運(yùn)行報(bào)表，見(jiàn)表2。由表2中數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)熱油爐的進(jìn)出口壓力差基本保持恒定，未出現(xiàn)較大變化。對(duì)導(dǎo)熱油爐內(nèi)部檢查也未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，爐管表面干凈，無(wú)滲漏和開裂問(wèn)題，所以確定爐管結(jié)焦為非主要因素。

表2 導(dǎo)熱油爐進(jìn)出口壓力及壓差

2.3 導(dǎo)熱油變質(zhì)

我廠導(dǎo)熱油使用的是美孚603，2012年導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)升級(jí)改造時(shí)，在原有基礎(chǔ)上新增加了部分新油，導(dǎo)熱油每年都會(huì)取樣進(jìn)行油質(zhì)化驗(yàn)，從2015年與2016年的導(dǎo)熱油化驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 熱油化驗(yàn)成分表

注：2015年取樣時(shí)間5月22日，分析時(shí)間5月22日；2016年取樣時(shí)間10月24日，分析時(shí)間10月24—28日。

由表3可以看出，導(dǎo)熱油油質(zhì)未發(fā)生較大變化，符合使用要求，所以確定導(dǎo)熱油變質(zhì)為非主要因素。

2.4 出口油溫設(shè)置過(guò)高

我廠導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)主要給異丁烷裝置和提純裝置提供熱源，導(dǎo)熱油的流量主要由三通調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，當(dāng)導(dǎo)熱油爐出口油溫在128 ℃時(shí)，三通調(diào)節(jié)閥的開度在55%左右，當(dāng)導(dǎo)熱油爐出口油溫設(shè)定在120 ℃時(shí)，三通調(diào)節(jié)閥的開度在75%左右，當(dāng)導(dǎo)熱油爐的出口油溫降低時(shí)，閥門開度變大，參與換熱的導(dǎo)熱油的量隨之增加，熱量利用率就會(huì)隨之提高，進(jìn)一步降低導(dǎo)熱油爐的出口油溫將有利于熱量的充分利用，故導(dǎo)熱油出口油溫設(shè)置過(guò)高為主要因素。

2.5 燃燒火焰不穩(wěn)定

導(dǎo)熱油爐燃燒部分主要由燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)及燃燒頭組成，燃料氣與空氣的量分別通過(guò)兩個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)氣門角度來(lái)控制，控制精度較高，不會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)。燃燒頭是由5個(gè)導(dǎo)管組成，5個(gè)導(dǎo)管噴出的火焰組成主火焰，一旦一個(gè)導(dǎo)管變形或是堵塞，都會(huì)導(dǎo)致火焰燃燒的不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致熱量損失，但是在經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，燃燒頭未出現(xiàn)明顯問(wèn)題，所以確定燃燒火焰不穩(wěn)定為非主要因素。

2.6 檢測(cè)儀器誤差

我廠導(dǎo)熱油爐每月會(huì)由計(jì)量化驗(yàn)中心定期進(jìn)行檢測(cè)，儀器會(huì)按期送到檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，由它測(cè)量出的數(shù)據(jù)存在較大誤差的可能性很小，所以確定檢測(cè)儀器誤差為非主要因素。

3 制定了提高導(dǎo)熱油爐熱效率的對(duì)策

在導(dǎo)熱油爐熱效率下降的原因分析與確認(rèn)的基礎(chǔ)上，提出并制定了提高導(dǎo)熱油爐熱效率的對(duì)策。主要因素：燃?xì)馀浔炔缓侠恚粚?duì)策：調(diào)整燃?xì)馀浔?；達(dá)到目標(biāo)：燃?xì)馀c空氣比列達(dá)到最佳，充分燃燒；采取措施：首先固定每個(gè)負(fù)荷下燃?xì)獾牧?，調(diào)整空氣量的同時(shí)檢測(cè)煙氣中氧氣與一氧化碳含量，確定最佳配比。主要因素：出口油溫設(shè)置過(guò)高；對(duì)策：降低導(dǎo)熱油爐出口油溫；達(dá)到目標(biāo)：找到最佳溫度點(diǎn)，在滿足裝置供熱的前提下，盡量降低爐溫；采取措施：調(diào)整導(dǎo)熱油爐出口油溫，每次調(diào)整5 ℃，根據(jù)裝置運(yùn)行情況確定最低工作溫度。

3.1 調(diào)整燃?xì)馀浔?/p>

首先確定好10個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，爐子運(yùn)行負(fù)荷從10%～100%，每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燃?xì)忾y門開度為5%～50%，隨后調(diào)整空氣進(jìn)量開度，空氣量的大小通過(guò)檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定，調(diào)整后的數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 調(diào)試后數(shù)據(jù)表

從表4中可以看出，每負(fù)荷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的煙氣氧含量基本維持在3%以下，一氧化碳含量在10×10-6以下(點(diǎn)火點(diǎn)除外)，說(shuō)明燃?xì)庠趯?dǎo)熱油爐內(nèi)的燃燒充分，燃燒效率最高。

3.2 降低導(dǎo)熱油爐出口油溫

現(xiàn)階段導(dǎo)熱油爐的出口溫度設(shè)定在120 ℃，每次降低5 ℃，實(shí)驗(yàn)出導(dǎo)熱油爐最佳出口油溫，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 出口溫度調(diào)整后數(shù)據(jù)表

由表5可知，當(dāng)導(dǎo)熱油爐出口油溫設(shè)置為110 ℃時(shí)，三通調(diào)節(jié)閥開度達(dá)到100%仍無(wú)法滿足裝置熱量需求，將導(dǎo)熱油爐出口油溫提高至為115 ℃后，排煙溫度和燃?xì)饬慷加酗@著下降，效果明顯。

4 實(shí)踐效果

在調(diào)整的燃?xì)馀浔纫约靶略O(shè)置的熱油爐出口溫度下，在導(dǎo)熱油爐運(yùn)行兩個(gè)月后，檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)導(dǎo)熱油爐再次進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 改進(jìn)后導(dǎo)熱油爐檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

由表6可知，通過(guò)檢測(cè)結(jié)果看出改進(jìn)后熱油爐的熱效率由原來(lái)的81.2%提高到89.6%，說(shuō)明調(diào)整是有效的，我廠的燃?xì)庀牧颗c前期對(duì)比有顯著下降，導(dǎo)熱油爐熱效率明顯提高，每年可以節(jié)約燃?xì)?.64×104m3，節(jié)約成本20.74萬(wàn)元，節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益顯著，開展提高熱油爐熱效率的方法研究與應(yīng)用，不僅改善了熱油爐運(yùn)行工況，提高了熱效率，同時(shí)降低了對(duì)環(huán)境的污染。

我國(guó)首次海域可燃冰試采成功

國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局近日宣布，我國(guó)正在南海北部神狐海域進(jìn)行的可燃冰試開采獲得成功，這也標(biāo)志著我國(guó)成為全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了在海域可燃冰試開采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣的國(guó)家。

據(jù)了解，世界可燃冰碳含量估計(jì)值是當(dāng)前已探明所有化石燃料(包括煤、石油和天燃?xì)?中碳含量總和的2倍，海底可燃冰的儲(chǔ)量至少夠人類使用1 000年。墨西哥灣、西非、北冰洋、南海及我國(guó)西藏地區(qū)可燃冰儲(chǔ)量豐富。中國(guó)可燃冰資源儲(chǔ)量為800多億t油當(dāng)量，相當(dāng)于我國(guó)常規(guī)天然氣資源量的2倍。

2017-03-02

張 穎(1987-)，女，高級(jí)工，從事天然氣處理技術(shù)研究工作，電話：0393-4874137，E-mail：923623094@qq.com。

TQ050.2

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