優(yōu)化導(dǎo)熱油爐溫度調(diào)控體系

王少華,朱樂群,邱高平

(馬鋼股份公司煤焦化公司 安徽馬鞍山 243000)

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 導(dǎo)熱油爐停爐后重新點爐不成功

苯加氫裝置于2012年3月建成投產(chǎn)，隨著裝置的生產(chǎn)運行2017年導(dǎo)熱油爐停爐后多次出現(xiàn)重新點爐不成功，且煤氣高低壓力開關(guān)損壞頻繁。連續(xù)無效的燃燒器點火，會導(dǎo)致在燃燒通道某處產(chǎn)生爆炸性的混合物的安全隱患。

1.2 導(dǎo)熱油爐DCS界面工藝控制參數(shù)對比

我們先后對導(dǎo)熱油爐2015年6月份以及2017年6月份工藝參數(shù)分別進行了數(shù)據(jù)采集，導(dǎo)熱油爐工藝參數(shù)見表1。

表1 導(dǎo)熱油爐工藝參數(shù)

1)由上表1可以得出，2015年6月23日煤氣用量1806 m3/h，導(dǎo)熱油出口溫度可達到236 ℃，能夠滿足萃取單元生產(chǎn)工況；2017年06月23日煤氣用量1992 m3/h，導(dǎo)熱油出口溫度只有218 ℃，無法滿足當(dāng)前萃取單元生產(chǎn)工況。

2)由上表1可以得出，在煤氣用量增大的情況下：2015年6月23日空氣預(yù)熱后溫度137 ℃；2017年06月23日空氣預(yù)熱后溫度122 ℃，說明空氣預(yù)熱器換熱效果變差。

3)分廠對導(dǎo)熱油爐煙氣含氧量進行檢測分析發(fā)現(xiàn)，在煤氣連桿調(diào)大，空氣連桿未動的情況下，低于空燃比，煤氣流量增大，煙氣含氧量降低。由下表2可以得出，空氣預(yù)熱器前煙氣含氧量平均1.9%左右，空氣預(yù)熱器后煙氣含氧量8.9%-13.1%，煙氣含氧數(shù)據(jù)異常。

表2 2017年導(dǎo)熱油爐煙氣檢測數(shù)據(jù)

綜上說明導(dǎo)熱油爐生產(chǎn)運行過程中存在以下問題：

1)爐膛欠氧燃燒發(fā)生爆炸的安全隱患。

2)煤氣欠氧燃燒將會熱分解析出炭黑，造成不完全燃燒，同時在盤管外表面大量結(jié)垢，降低換熱效率[1]。

3)回收塔熱量供應(yīng)不足導(dǎo)致溶劑與混芳分離效果差，造成溶劑質(zhì)量降低。

4)三苯塔熱量供應(yīng)不足，造成三苯產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量降低。

2 原因分析與探討

2.1 輔火火檢B檢測信號不穩(wěn)定

點爐過程中輔火火檢B檢測信號不穩(wěn)定導(dǎo)致聯(lián)鎖停爐，是造成導(dǎo)熱油爐停爐后重新點爐不成功的直接原因。

1)火檢B臟或失效，造成火檢檢測信號B不穩(wěn)定。

2)點輔火過程中風(fēng)門太小，導(dǎo)致火焰飄動或者熄滅，造成火檢信號B不穩(wěn)定。

3)火檢B檢測信號保持時間短，火焰飄動造成火檢信號B不穩(wěn)定。

2.2 導(dǎo)熱油爐煤氣管道燃?xì)忾y及燃燒器點火槍失效

煤氣管道燃?xì)忾y及燃燒器點火槍失效導(dǎo)致點輔火過程中點火槍無法獲得穩(wěn)定足量的燃?xì)饬?，是造成?dǎo)熱油爐停爐后重新點爐不成功的間接原因。

1)煤氣管道前燃?xì)忾yA或點火閥C阻塞，造成煤氣不暢。

圖2 導(dǎo)熱油爐點爐PLC程序

2)旋風(fēng)盤通風(fēng)間隙縫被積碳堵塞，造成通風(fēng)不良。

3)點火棒尖端距點火槍噴嘴前緣位置不當(dāng)，造成點火不穩(wěn)定。

4)點爐過程中煤氣管道前燃?xì)忾yA打開動作時間與點火閥C打開動作時間不同步(前燃?xì)忾yA開啟動作時間約5 s，點火閥C開啟動作時間約2 s)，造成點火槍不能獲得穩(wěn)定足量的煤氣進行燃燒。

2.3 導(dǎo)熱油爐燃燒器比例調(diào)節(jié)失效

導(dǎo)熱油爐燃燒器比例調(diào)節(jié)失效，造成導(dǎo)熱油爐換熱效率降低及含氧量異常。燃燒器的風(fēng)氣比例調(diào)節(jié)連桿過緊或者過于松動都會造成空燃比發(fā)生變化，連桿是由伺服電機帶動，連桿與伺服電機的傳動件處有彈簧連接，具有伸縮性，可以手動調(diào)節(jié)，主要實現(xiàn)燃料氣與空氣的混合比，只有空燃比在正常范圍之內(nèi)，燃燒器才能正常啟動，實現(xiàn)正常燃燒。[2]經(jīng)過現(xiàn)場檢查確認(rèn)發(fā)現(xiàn)燃燒器比例調(diào)節(jié)空氣連桿及凸輪盤彈簧條發(fā)生形變，可能導(dǎo)致燃燒器空氣量與燃?xì)饬勘壤{(diào)節(jié)失效，具體狀況如圖4所示。

2.4 空氣預(yù)熱器內(nèi)空氣立管部分通漏

空氣預(yù)熱器內(nèi)空氣立管部分通漏導(dǎo)致煤氣燃燒不充分，造成導(dǎo)熱油爐換熱效率降低及含氧量異常。由上表2導(dǎo)熱油爐煙氣檢測數(shù)據(jù)可以得出，空氣預(yù)熱器前煙氣含氧檢測數(shù)據(jù)1.9%，低于煙氣含氧理論數(shù)值3.87%[3]，空氣預(yù)熱器后煙氣含氧檢測數(shù)據(jù)8.9%-13.1%，高于煙氣含氧理論數(shù)值3.87%，由此推斷空氣預(yù)熱器內(nèi)空氣立管部分通漏，致使大量空氣直接進入煙囪煙氣，造成煤氣燃燒所需空氣量不足[4]。

圖3 燃燒器比例調(diào)節(jié)連桿結(jié)構(gòu)示意圖及現(xiàn)場實物圖

2.5 燃燒器空氣風(fēng)門擋板卡死

導(dǎo)熱油爐燃燒器空氣風(fēng)門部分擋板卡死導(dǎo)致空氣量不足，造成導(dǎo)熱油爐換熱效率降低及含氧量異常。利用停產(chǎn)檢修契機，對導(dǎo)熱油爐燃燒器進行拆開檢查發(fā)現(xiàn)空氣風(fēng)門部分擋板無法自由轉(zhuǎn)動，經(jīng)檢查確認(rèn)為擋板底座軸承抱死。

2.6 空氣預(yù)熱器及煙囪底部大量結(jié)垢

空氣預(yù)熱器及煙囪底部大量結(jié)垢導(dǎo)致排煙不暢，造成熱油爐換熱效率降低及含氧量異常。由于煤氣燃燒的最高溫度正常情況下高于灰熔點，因此飛灰到空氣預(yù)熱器及煙囪底部大量粘結(jié)結(jié)垢累積，影響導(dǎo)熱油爐的排煙溫度和煙氣阻力，降低導(dǎo)熱油爐的熱效率[4]。

3 解決方案及措施

1)優(yōu)化導(dǎo)熱油爐點火程序：

①將煤氣前閥A打開時間較點火閥C打開時間提前4 s(原為同時)。

②打火電極打火時間由10 s修改為20 s。

③將火檢B檢測信號做1.5 s延時保持處理，防止火焰閃爍。

2)對火檢B、點火槍及燃?xì)忾y等進行拆除檢查：

①清潔火檢B、燃?xì)忾y及旋風(fēng)盤積碳。

②調(diào)整風(fēng)門及點火棒與噴嘴前緣位置。

3)加強對導(dǎo)熱油爐空氣預(yù)熱器的運行監(jiān)測，并對通漏空氣預(yù)熱器進行整體更換。

①做好導(dǎo)熱油爐氧化鋯的點檢維護，確保含氧量檢測正常。

②在導(dǎo)熱油爐送風(fēng)管道上增加熱式空氣流量計，根據(jù)送風(fēng)流量和氧化鋯含氧量調(diào)控鼓風(fēng)機運行頻率。

4)加強對風(fēng)氣比例調(diào)節(jié)連桿的位置監(jiān)測，并對形變的空氣連桿及凸輪盤彈簧條進行復(fù)位。

5) 定期對空氣風(fēng)門4個擋板的底座軸承進行加油潤滑。

6)合理利用停產(chǎn)時間對空氣預(yù)熱器、煙囪等進行清掃，降低因堵塞造成的排煙不暢。

4 結(jié)論

本文通過對導(dǎo)熱油爐停爐后點爐不成功及供熱量不足的原因進行了簡要分析，并進行了相應(yīng)改進，改進之后導(dǎo)熱油爐的供熱能力得到了大幅提升，滿足了正常生產(chǎn)的供熱需求，同時為了能更好的使用導(dǎo)熱油爐，避免故障的發(fā)生，在使用過程中有以下建議：

1)每年定期進行①燃燒器、調(diào)節(jié)機構(gòu)、伺服電機及火檢等進行專業(yè)檢查和維保。②導(dǎo)熱油爐煙氣含氧量進行檢測，了解加熱爐的燃燒情況，進一步確認(rèn)空氣預(yù)熱器的狀況。

2)做好導(dǎo)熱油爐各類跳機案例的總結(jié)，收集相關(guān)資料，加強員工培訓(xùn)，為日后快速、準(zhǔn)確地判斷突發(fā)問題，及時處理類似故障問題提供有價值的參考依據(jù)。

[1] 姚 遠. 導(dǎo)熱油爐供熱量不足的原因淺析[J].百科論壇，2007，1

[2] 周文志. 導(dǎo)熱油爐故障分析及處理[J].化學(xué)工程與裝備，2015，1

[3] 劉 剛. 天然氣凈化處理廠導(dǎo)熱油爐提效改造[J].石油石化節(jié)能，2017，7

[4] 汪 琦 . 螺紋管對導(dǎo)熱油的強化傳熱和結(jié)焦預(yù)防研究[J]. 化工裝置技術(shù)，2013.18 (3)：18-19