炼油加热炉提高热效率节能技术探讨

2013-10-11高仲萍

资源节约与环保 2013年6期

高仲萍

(陕西省延安炼油厂节能科陕西延安 716000)

炼油加热炉是给石油炼制过程中物理、化学两种过程提供热量的设备，炼油加热炉的供热量对炼油后续程序分馏塔的产品收率有直接的巨大影响，继而影响炼油的最终产品产率，而炼油加热炉在整个炼油过程中又是消耗热量的最大设备，它在炼油综合能耗中占到22-24%,因此对于提高炼油加热炉热效率的节能技术变得尤为重要。

1 炼油加热炉提高热效率节能在运行中存在的问题

1.1 炼油加热炉排烟温度过高

我国很多炼油企业由于炼油加热炉排烟温度过高，而限制了炼油加热炉提高热效率的节能技术。这些炼油企业只重视炼油加热炉的安全运行而忽略了对炼油加热炉的氧气含量控制，导致炼油加热炉烟气的氧含量偏高，使其氧含量超过了国家规定的规范标准5.0%。这样不但降低了炼油加热炉的热效率，不利于炼油加热炉的节能，还增加了经济成本，对炼油企业和国家都有一定的损失。

1.2 燃料气里的硫对加热炉腐蚀，温度波动产生的胺液堵塞火嘴

虽然炼油燃料已经脱离减四线等燃料油，而改用新型的燃料气，但是燃料气是由炼油尾气产生出来的，里面仍然含有大量的含硫化学物质。为了减少工序省时省力节约成本，炼油工厂一般不会对这些炼油尾气脱硫或者脱硫措施不彻底。随着炼油企业的发展，对含硫较高的原油加工越来越多，增加的燃料气含硫的比重也越来越大，导致炼油厂燃料气的含硫量严重超出规范标准，造成加热炉烟气露点温度升高，最终导致加剧对炼油加热炉的腐蚀。另外，由于加热炉温度波动使燃料气带胺液，胺液不能燃烧而且在高温下会生成固体化合物，会堵塞火嘴，不及时清理会造成燃料气的浪费，影响加热炉的稳定性。

1.3 炼油企业的老式吹灰器太过陈旧

旋转式的老式蒸汽吹灰器，已经不适合高速发展的炼油设备，而且使用寿命已经快到尽头，在使用过程中出现诸多问题。因为改造炼油厂的吹灰器需要耗费大量的资金，而且所收获的经济效益又不高。在对吹灰器改造方面，我国的大部分炼油企业不约而同地选择了保持缄默。

1.4 炼油加热炉的余热回收效率偏低

少部分炼油企业的加热炉没有余热回收环节，而一部分炼油企业虽然有余热回收设备，但又不够优良。问题多、寿命短是这些炼油企业余热回收设备最精确的描述，而一部分改用的钢水热管余热回收器，又不适应炼油装置长周期运行。

2 炼油加热炉提高热效率节能的技术

传统的炼油加热炉用的燃料一般为燃料油，随着炼油工业的发展，燃料油已经不适应节能发展的要求，为了降低能耗，保护环境，目前各炼厂都采用炼厂尾气做燃料，大大降低了炼油厂的炼油成本。提高炼油加热炉的热效率主要有提高加热炉燃料气的燃烧效率、强化余热回收等节能途径。根据提高炼油加热炉的热效率节能途径，分别阐述提高炼油加热炉热效率的节能技术。

2.1 提高加热炉燃料气的燃烧效率

提高炼油加热炉燃料气的燃烧效率主要有改善加热炉的燃烧状态、降低燃料气的不完全燃烧、降低空气比例，提高燃烧火焰温度和强化炼油加热炉的燃烧技术。

2.1.1 改善加热炉的燃烧状态

在加热炉的下游，经常会因为波动造成燃料气带胺液，胺液不仅粘性大不能燃烧，经过高温后会生成固体化合物，这种固体化合物会堵塞火嘴，不仅浪费燃烧气还会影响加热炉的平稳性。针对这种情况，可以引进新型高效铁丝疏通火嘴技术，不仅改善了加热炉的燃烧状况，还使加热炉内蒸汽雾化、燃料烟气多级雾化，以减少燃料的不完全燃烧。

2.1.2 降低燃料气的不完全燃烧

目前炼油燃料大都不能完全燃烧，我国还没有任何先进的技术使炼油燃料气达到完全燃烧的境界。但是，可以通过一些措施减少燃料的不完全燃烧。炼油的加热炉燃料，不能被燃烧的化学热能会随着烟雾排进空气，这不仅污染大气，而且降低燃料的热效率、造成燃料化学热的损失。减少燃料不完全燃烧的措施是选用优质的燃烧器，并对燃烧器及时定期维护，使其长时间保持在良好状态下工作，以确保燃烧器里的燃料在标准操作下能完全燃烧。然后，在炼油操作过程中，精心调节空气量，使其达到最适合燃料气燃烧的程度。

2.1.3 降低空气比例，提高燃烧火焰温度

提高燃烧火焰温度的节能措施步骤是：第一步，给管式加热炉设置空气预热器，设置在管式加热炉的下游；第二步是利用对流室加热工艺的介质，减小对流室加热工艺介质和燃料释放烟气的温差；第三步是烟道板的控制引进DCS、PLC程序，在线自动测定并及时调整氧气的含量，以达到在燃料燃烧中空气均衡进入，可以提高燃料燃烧的火焰温度。另外对于重质燃料的加热炉，需运用添加剂技术，以减少加热炉衬里、对流室炉管和余热回收等地方的结垢，降低炼油加热炉燃料气的消耗，来提高燃料气的燃烧效率。

2.1.4 强化炼油加热炉的燃烧技术

炼油加热炉燃气喷枪改用多级强化雾化结构，喷嘴采用多级进风技术，这些设备有利于加热炉内燃料的混合、燃烧，以促使燃料室内的燃料气快速完全燃烧。另外，还可以提高加热炉表面的平均热度，提高炼油加热炉的总热负荷和自我处理能力。

2.2 炼油加热炉的余热回收

在炼油过程中，强化加热炉的余热回收主要是通过水热媒技术和无机传热技术来实现的。

2.2.1 水热媒技术

采用水热媒技术，可以利用除氧水、除盐水在加热炉内建立一个封闭式循环系统，在这个循环系统内，热媒水可以吸收炼油加热炉对流室排出的烟气，并通过自身的换热器吸收烟气的热量，然后把热量用来加热助燃空气。这个技术不仅具有系统简单、装置方便等特点，还可以提高炼油加热炉的余热回收效率，进而提高炼油加热炉的燃烧效率，实现炼油加热炉的节能。

2.2.2 无机传热技术

采用无机传热技术既可以提高炼油加热炉的传热效率，又可以通过无机传热工质把无机元素注入到炼油加热炉内的各种金属管和夹层板腔内，使其具有导热性，以提高炼油过程中加热炉的余热回收率，进而实现炼油加热炉的节能。

2.2.3 炼油加热炉联合炼油厂其它设备回收余热

炼油厂的产品，很多需要空气冷却器空冷才能送出设备，炼油厂可以把空气冷却气回收的炼油产品余热供给炼油加热炉做燃烧空气，这样不仅降低了炼油装置的能量耗损，还可以增加加热炉的节能途径，降低加热炉燃料的成本。炼油厂炼油产品的热量是从炼油装置中携带出来的热量，一般携带的热量有限，对加热炉的节能作用不大。可以将空气冷却气改成热油式空气预热器，将炼油装置生产的产品附近的空气预热到一定程度，送进加热炉余热回收装置，这样不仅提高了炼油产品回收热量的利用率，而且解决了加热炉预热回收设备冷端由于温度过低引起的设备腐蚀问题。利用热油式空气预热器回收炼油产品热量的办法，对冬季极度寒冷的地方来说，作用更加明显，而且这种方法，因为增加了炼油加热炉的余热回收途径提高了余热回收的效率，对炼油加热炉来说，也是一种重大变革。