裂解爐熱效率低的影響因素及改進措施

高俊杰

摘要：在乙烯裝置中，裂解爐是一個重要的組成部分，裂解爐熱效率的高低直接影響到乙烯裝置的整體運行效率。本文在對裂解爐熱效率低的影響因素進行分析的基礎上，探究了相關的改進措施，旨在促進乙烯裂解爐熱效率的提高，實現(xiàn)化工的節(jié)能減排生產(chǎn)。

關鍵詞：裂解爐；熱效率；影響因素；改進措施

裂解爐是乙烯裝置中的重要組成部分，也是一個高耗能設備，提高裂解爐熱效率是提高整個乙烯裝置運行效益的關鍵。而在實際運行中，由于各方面因素的影響，裂解爐的熱效率往往較低，因此加強有關影響因素及改進措施的探究意義重大。

一、裂解爐熱效率低的影響因素分析

（一）設備原因

一是爐膛內(nèi)襯里材料老化或安裝不到位。對流室爐墻散熱與輻射室爐墻散熱是爐墻散熱的兩個主要方面，為了減少熱量的損失，爐墻涂有一層保溫材料，完好的爐墻保溫襯里可以有效的將熱量進行阻擋反射，進而減少經(jīng)過爐墻外鋼板傳導失去的熱量。但是隨著運行的時間越來越長，爐膛內(nèi)襯里的保溫材料就會老化甚至損壞，爐膛內(nèi)熱量就會大量損失。而如果爐膛襯里安裝不到位，同樣也會影響裂解爐的熱效率。二是進出爐膛的對流段模塊密封不嚴。為了防止外界冷空氣的進入而造成對流段熱量損失，應對進出爐膛的對流段模塊進行密封處理，如果密封性不好，在對流段積灰嚴重的情況下就很容易導致二次燃燒現(xiàn)象，這樣不僅損失熱量，而且還可能損壞對流段爐管。三是火嘴情況?；鹱煸陂L期的運行中可能存在堵塞的情況，而一旦堵塞就會影響爐膛內(nèi)部的熱量分布不均勻，進而影響裂解爐的熱效率。

（二）裂解爐煙氣的氧含量

一般情況下，在同等排煙溫度下，過?？諝庀禂?shù)越高相應的熱效率就會越低，也就是說煙氣熱回隨著過?？諝庀禂?shù)的升高而增加，因此裂解爐煙氣的氧含量偏高也是導致裂解爐熱效率低的一個原因。而裂解爐煙含氧量偏高的原因主要有以下幾方面：一是原燃燒器燒嘴設計不夠科學合理。燒嘴孔徑偏小、位置高度不合適等都會影響燃料氣的反射速度及線路，從而導致火焰添爐等情況的發(fā)生，而為了避免這種現(xiàn)象操作人員只能加大風門開度，進而增加爐膛內(nèi)的含氧量。二是部分裂解爐對流段漏風。裂解爐對流段密封不好就會使得煙氣中的含氧量增加，從而影響裂解爐的熱效率。三是裂解爐風門調(diào)節(jié)不精確。通過控制風門開度的大小可以對裂解爐的火焰燃燒狀況進行調(diào)節(jié)，因此風門系統(tǒng)調(diào)節(jié)的精確度很關鍵。但是由于有些裂解爐裝置的風門系統(tǒng)采用的是人工操作，缺乏統(tǒng)一的火焰調(diào)節(jié)標準，使得風門調(diào)節(jié)彈性大，火焰燃燒狀況不穩(wěn)定，從而增加氧含量。

（三）裂解爐的排煙溫度

相比于煙氣的氧含量而言，裂解爐的排煙溫度對熱效率的影響更大，尤其是在管式裂解爐中，熱損失更大，裂解爐熱效率也就越低。而裂解爐排煙溫度過高主要受以下幾方面因素影響：一是對流段有積灰。雖然乙烯裝置裂解爐的對流段一般都設有中壓中壓吹灰系統(tǒng)，但是在長期的使用中，對流段就會出現(xiàn)積灰，加上不能進行在線維護，積灰就會越來越嚴重，到一定程度就會影響到吹灰系統(tǒng)的正常運行甚至導致故障，進而使得排煙溫度升高，損失大量熱量。二是原料結(jié)構發(fā)生變化。對于乙烯裝置裂解爐的原料是有一定的投用比例要求的，輕質(zhì)原料投用比例過高會增加裂解溫度，進而使裂解爐排煙溫度升高。

二、提高裂解爐熱效率的改進措施

（一）減少爐墻的熱量損失

要有效提高裂解爐的熱效率，減少爐墻的熱量損失是一個重要的方面。首先，應嚴格根據(jù)裂解爐的各項指標進行日常操作，避免設備超負荷運轉(zhuǎn)；其次，要加強裝置的日常檢查與維修，定期檢查爐墻內(nèi)襯里保溫材料情況，對于襯里損壞嚴重的情況下要進行徹底的更換，同時加強燃料氣壓力、爐膛負壓及火嘴等影響因素的控制，一旦發(fā)現(xiàn)異常就要進行優(yōu)化或整改，以以確保裝置的運行狀態(tài)。此外，要加強監(jiān)督，確保對裝置操作、檢修的規(guī)范性，以及對存在的問題能夠得到切實有效的落實，確保工程質(zhì)量，減少爐膛內(nèi)熱量損失，提高裂解爐熱效率。

（二）運用空氣預熱技術，科學改進漏風處

裂解爐在運行過程中，燃料的燃燒會使空氣的溫度升高，采用空氣預熱技術，可以有效的改善爐膛內(nèi)的燃燒條件，提高燃料燃燒的效率，加快燃燒反應速度，從而降低過?？諝庀禂?shù)，提高熱效率。此外，要對裂解爐漏風處進行科學的改進。裂解爐中的底部點火孔、關火孔等屬于漏風處，可以采取合理的改進措施以減少漏風。比如在點火孔處設計旋片式風門，為避免關火孔在長期的使用中變形而出現(xiàn)縫隙，可在蓋板處采用模塊化保溫，同時增加保溫墊，以提高爐體的密封性，避免漏風造成熱量損失。

（三）加強裂解爐火焰管理，降低排煙溫度

為提高裂解爐風門調(diào)節(jié)的精確度，以達到優(yōu)化裂解爐火焰的目的，可以對火焰采用二次調(diào)節(jié)的方式。首先，根據(jù)裂解爐常用的投油負荷對調(diào)節(jié)標準進行大概的制定， 然后裂解操作人員在每次氣相裂解爐負荷調(diào)整后根據(jù)制定的調(diào)節(jié)標準對火焰進行初調(diào)，將裂解爐火焰限制在一個較優(yōu)的范圍內(nèi)，之后再根據(jù)現(xiàn)場火焰的實際情況對風門進行精細調(diào)節(jié)。在對火焰的二次調(diào)節(jié)中，應安排具有豐富火焰調(diào)節(jié)經(jīng)驗的操作人員進行，以避免 調(diào)節(jié)標準難以量化、調(diào)節(jié)彈性大的問題，同時制定出更為標準的控制參數(shù)。由于裂解爐對流段吹灰系統(tǒng)難以實現(xiàn)在線維修，只能在裝置大檢修時進行相應的故障處理，因此只能采取其他的方法來降低裂解爐的排煙溫度。而目前，燃料中的硫含量已得到很好控制，對流段已不會發(fā)生.露點腐蝕現(xiàn)象，因此可通過適當?shù)慕档驮系念A熱溫度來增加原料與對流段煙氣的溫度，進而降低排煙溫度。另外也可以采取在對流段增加吹灰器的方法，通過利用蒸汽吹灰、聲波吹灰及化學吹灰、清洗等方法進行在線吹灰，使排煙溫度降低。

三、結(jié)束語

總而言之，裂解爐是乙烯裝置中的重要組成部分，提高裂解爐熱效率對于提高生產(chǎn)裝置整體運行效益的提升意義重大。而裂解爐熱效率的影響因素是多方面的，因此在實際生產(chǎn)操作與管理中，應針對各種影響因素進行分析研究，采取科學合理的改進措施，對裂解爐運行中的各種熱損失進行更為合理的控制，以盡量減少熱量損失，提高裂解爐的熱效率。

參考文獻：

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