提高蒸汽过热炉的热效率

提高蒸汽过热炉的热效率

李腾飞

中国石油独山子石化公司乙烯厂烯烃一联合车间 新疆独山子 833699

摘要：苯乙烯装置蒸汽过热炉为自然通风、双辐射炉膛公用一个对流段的立式方箱炉，通过烟囱挡板调节炉膛负压，控制燃烧。蒸汽过热炉热效率偏低，一个是对热效率没有硬性指标，还有一个就是大家主要是以反应器的温度为参考指标，对蒸汽过热炉的指标关心较少。热效率的提高可以通过降低氧含量及排烟温度等一系列措施来实现。

关键词：蒸汽过热炉;热效率;氧含量;炉膛负压;烟道气温度

引言：苯乙烯装置蒸汽过热炉平均热效率在93.2%左右，均不达标。热效率低，不仅会缩短蒸汽过热炉的寿命，还不利于节能降耗，通过一系列措施，最终提高蒸汽过热炉热效率至93.5%以上。

1、现状调查

1.1 蒸汽过热炉简介

苯乙烯装置蒸汽过热炉为自然通风、双辐射炉膛公用一个对流段的立式方箱炉，通过烟囱挡板调节炉膛负压，控制燃烧。根据工艺需要，过热蒸气需要两次加热，采用双辐射炉膛公用一个对流段的立式方箱炉，辐射炉管分两排排列，炉管两侧布置燃烧器，即每个炉膛有两排炉管，三排燃烧器，炉管为双面辐射传热，炉膛长8.400 米，宽5.606 米，高10.980米。

1.2数据收集、分析

2020年1月1日至2021年1月31日，蒸汽过热炉F2101/2119月平均热效率均在93.2%之下，在目标值93.5%以下。

2、原因分析

2.1 蒸汽过热炉F2101/2119热效率偏低，一个是对热效率没有硬性指标，还有一个就是大家主要是以反应器的温度为参考指标，对蒸汽过热炉的指标关心较少。

2.2 热效率的提高可以通过降低氧含量及排烟温度来实现，2020年，F-2101/2119的氧含量均在2.2%左右，排烟温度年平均138.5℃，通过调节风门和烟道挡板开度均可以降低

2.3 蒸汽过热炉的热效率与烟气中的CO含量也有关系，调整火嘴后应检测烟气中的CO含量，确定燃料是否完全燃烧

2.4 还应考虑炉管偏烧对热效率的影响，炉管偏烧严重不仅会降低热效率，还会使炉管因受热不均而产生热应力，发生变形最终损坏。此外，炉壁的热损失过大也会降低热效率

3、数据分析

3.1氧含量偏高

2020年由于11月装置调整操作幅度大，蒸汽过热炉停炉数据不做统计，1-12月氧含量和F2101/2119热效率数据统计如下：

表一：1-12月F2101/2119氧含量与热效率数据统计对应的折线图如下：

结论：从F2101/2119氧含量和热效率对应折线图上可以看出，氧含量的高低对炉子热效率有影响，氧含量高，热效率低，成一定的反比关系。

3.2 烟道气温度偏高

收集2020年1-12月烟气月平均温度和蒸汽过热炉热效率对应数据统计

表二：1-12月烟气温度与F2101/2119热效率数据统计对应的折线图如下：

从F2101/2119烟气温度和热效率对应折线图上可以看出，烟气温度的高低对炉子热效率有影响，烟气温度高，热效率低，成一定的反比关系

3、制定对策及实施

3.1 制定对策

（1）降低蒸汽过热炉F2101/2119的氧含量，降低至0.5-1.0%

降低蒸汽过热炉F2101/2119的氧含量，有三种手段：

1. 根据现场火焰燃烧情况，关小风门，一次调整1-2个火嘴的风门

2. 如果F2101/2119氧含量偏差不大且都偏高，可以适当的关小烟道挡板，减小抽力，降低进入炉膛的氧含量

3. 内外操配合，内操根据DCS显示的炉膛温度分布情况，温度低的一边适当的关小火嘴，同时外操也要根据火焰燃烧情况来调节

（2）降低蒸汽过热炉F2101/2119的烟道气温度，降低至137℃左右

降低蒸汽过热炉F2101/2119的烟道气温度，有2种手段

1. 通过关小烟道挡板来调节，烟道挡板的开度大小，也会引起氧含量的变化，所以烟道挡板的调整，也要兼顾氧含量，防止氧含量超平稳率

2. 开大V-2241排污，为维持V-2241液位，进入蒸汽过热炉对流段的高压锅炉给水也会随之增加，高压锅炉给水相当于冷源，会降低烟道气温度，但开大V-2241排污会增加装置能耗，调整之前，应咨询车间领导

（3）蒸汽过热炉F2101/2119氧含量和烟道气温度的调整，都是相互制约，相互影响的，加之调整之后，反应过程也较慢，所以在调整过程中，要缓慢，一次性调节1-2个风门或火嘴，内外操做好沟通，做好监控 。

4、效果检查

通过对策的实施，F2101/2119热效率达到了93.5%以上，提高了热效率，完成了目标值。

5、结束语

5.1 通过行之有效的对策确实提高了蒸汽过热炉热效率，在今后操作中，车间应重新修订相关操作规程，进一步规范了炉子的调整方法形成了新的生产指令控制，要求各班组严格执行。

5.2 在以往操作中，操作员工在保证脱氢反应器温度稳定的情况下，对加热炉的热效率关注度较低，加热炉的调整频次也低。所以在日后的操作中，车间应鼓励员工多查看加热炉热效率，及时调整加热炉，并制定相应的奖励措施。