第30卷 增刊 石 油 化 工 设 备 V ol. 30 Supplement 2001年5月PETRO 2CHE MIC A L E QUIP ME NT May 2001文章编号:100027466(2001) 增20067203
常减压加热炉技术改造
王向蒙
(金陵石化公司炼油厂, 江苏南京 210033)
摘要:介绍了金陵石化公司炼油厂二套常减压装置加热炉存在露点腐蚀、炉子保温衬里效果差等问题, 分析了加热炉效率较低的原因、纤维和岩棉喷涂及相应的流程调整等措施进行改造, 关 键 词:加热炉; 除灰; 衬里; 炉效率中图分类号:TE 963 文献标识码:B
T echnical in atmospheric and vacuum distillation unit
W ANG X iang 2meng
of Jinling Petrochemical C o. Ltd 1,Nanjing 210033, China )
Abstract :The efficiency of the furnace in N o. 2atm ospheric and vacuum distillation unit of J PC refinery was low ,the causes of
which ,such as dew point corrosion ,high flue gas temperature in the convention chamber and poor performance of the thermal insu 2lation linling etc. were analyzed. The adopted trans forming measures including the application of s onic s oot rem oving system ,flue gas recovery system ,fiber spray coating ,rock w ool spray coating and correspondent adjustment of flow scheme ,as well as the analy 2sis of the results ,were presented.
K ey w ords :furnace ;s oot rem oving ;linling ;furnace efficiency
金陵石化公司炼油厂二套常减压蒸馏装置是1976年投产的年处理量300万t 原油的三级蒸馏装置。装置中有两台圆筒形加热炉, 即2#常压炉和3#减压炉。常压炉热负荷为1. 2×105M J , 减压炉热负荷为7. 4×104M J , 加热炉采用蒸汽吹灰器吹灰, 两台炉子各有8台固定式Ⅲ型吹灰器,2台C3. 5型长伸式吹灰器。采用渣油和瓦斯作燃料, 空气预热器给炉子供风, 用常三线油将空气加热至190℃左右进炉。1 存在问题
露点腐蚀1. 1
装置的两台加热炉都采用减压渣油作为燃料油, 而炼厂掺炼高含硫原油, 其减压渣油的含硫量较高, 约有1. 5%, 在燃烧中生成S O 3, 遇到水后生成稀硫酸。而吹灰器蒸汽总阀若是关不死, 则有冷凝水或蒸汽冒出, 与S O 3生成稀硫酸, 滴到炉管上形成露点腐蚀。1990年3#炉最上层的一排对流炉管有10
收稿日期:2000-09-15
根被腐蚀穿孔。1997年4月,3#炉位于长伸式吹灰
器下的2根对流炉管穿孔, 另外5根减薄。露点腐蚀已成为影响加热炉安全生产的一大隐患, 而造成露点腐蚀的一个重要因素就是采用了蒸汽吹灰器。1. 2 对流炉管积灰
由于用减压渣油作燃料, 造成烟气中含盐灰尘较多, 到了对流室往往凝结在对流炉管上, 形成了很厚的含硫积灰, 停工时积灰厚度有20～30mm 。为此采用了C 型长伸式吹灰器和Ⅲ型固定式吹灰器, 但由于吹灰器在炉墙附近, 温度较高, 伸入炉内的吹灰管变形, 炉外的传动部件失灵, 只能对吹灰管附近的几根对流炉管起作用, 吹灰效果较差。同时吹灰器为填料密封形式, 由于温度较高, 填料密封易失效, 致使蒸汽泄漏。
保温衬里不好1. 3
装置的加热炉辐射室为轻质耐火砖外贴陶纤毡, 由于陶纤毡与耐火砖或陶纤毡之间存在缝隙, 高
作者简介:王向蒙(1963-) , 男(汉族) , 江苏南京人, 工程师,1985年毕业于江苏化工学院化工机械专业, 学士学位, 主要
从事石油化工设备研究与管理工作。
・68・ 石 油 化 工 设 备 2001年 第30卷
加热炉效率1. 4
温含硫烟气窜入形成腐蚀, 造成炉子外壁钢板烧损,
几处穿孔。而且陶纤毡与耐火砖之间的粘结力不够, 陶纤毡易脱落, 造成炉子热损失加大, 炉外壁超温。另外, 在炉子看火门和防爆门等处, 因施工难度较大, 没有贴陶纤毡, 也有一定热损失。
在炉子对流室弯头箱门内填碎陶纤进行对流室保温, 施工质量无法保证, 缝隙较大, 保温效果不好, 空气易进入对流室, 造成热损失。
由于积灰造成加热炉排烟温度过高, 而烟气的热量又没有充分利用, 同时炉子对流段弯头箱钢板不严, 空气漏入, 造成加热炉效率较低。停工前一年, 厂研究院监测的加热炉效率见表1。2#炉和3#炉平均炉效率为82177%和83. 33%, 远低于厂部要求的86%。而其中排烟损失2#炉达到14. 23%,3#炉达到13167%, 。
表1 加热炉效率监测表
炉号
日 期
二氧化碳
/%9. 7814738. 58815
氧
/%6. 96. 2817. 466196
一氧化碳
/10-[1**********]
氨化物
/10-[**************]75
/[***********]291. 3272. 7277. 5
1. 4591. 3931. 6501. 5891. 5101. 3751. 4591. 375
/%14. 5112. 8414. 4315. 1313. 5914. 0713. 8113. 22
不完全燃烧损失/%
00. 0100. 010. 010. 0100. 01
效率
/%82. 4984. 1682.
5781. 8683. 4182. 9283. 1983. 78
2#1999. 11999. 21999. 31999. 1999. 11999. 21999. 31999. 4
常
压炉
3#
减压炉
2 技术改造2. 1 烟气余热回收系统
热段。如此循环, 因其包括显热和潜热变化, 因此效
率较高。
热管式空气预热器主要技术参数见表2。
表2 热管式空气预热器主要技术参数
参数介质设计流量/kg ・h -1进口温度/℃出口温度/℃阻力损失/Pa 总传热量/kW
2#炉
2#炉
3#炉
3#炉
两台炉子各上一套烟气回收系统, 为充分利用
两炉的烟气余热, 各设置一地面式热管空气预热器, 加热炉的热烟气经组合烟道进入热管式空气预热器, 来预热炉子燃料燃烧所需要的空气, 预热后的空气通过热风道进入炉子的燃烧器, 而换热后的冷烟气经组合烟道回到烟囱, 排向大气, 详见流程图1(两个炉子流程相同) 。烟气余热回收系统由热管式空气预热器、烟气系统、空气系统、声波除灰系统及
热流体烟气
[***********]
冷流体空气
[**************]41
热流体烟气
[***********]
冷流体空气
[**************]54
2. 2 采用声波除灰技术
两台炉子上采用北京时林公司的声波除灰系
统, 取消原来的蒸汽吹灰器。常压炉和减压炉各上6台声波除灰器, 热管烟气余热回收系统上两台声
波除灰器, 共14台, 型号为S M4A 。声波除灰系统由压缩空气源、声波发生器、声导管和电脑自动控制系
图1 烟气余热回收系统流程图
统4部分组成。系统使用的压缩空气压力为0. 3～0. 6MPa , 流量为2～6m 3/min 。它包括空气过滤器、
控制系统5部分组成。热管式空气预热器为主要部件, 其工作原理是通过热管来吸收高温烟气的热量, 热管工质水在加热段吸收高温烟气发出的热量, 变
成蒸汽上升至冷却段, 被空气吸收热量后又返回加
油雾器、减压阀及电磁阀等元件。除灰器作用范围为1. 5～3m , 声强为135～140dB , 声波频率为30～70H z 。其原理是利用了声学、振动学和疲劳学等原
增刊 王向蒙:常减压加热炉的技术改造・69・
理, 通过声波发生器, 把一定强度的声波送入运行中的炉内各种可能积灰结渣的空间区域, 通过声能量的作用使这些区域中的空气分子与灰、渣粒子产生振荡, 即对这些粒子施以拉、压循环变化的载荷, 当达到一定的循环应力周次数N (102～105) 后, 灰、渣之间的结合力会因疲劳而被逐步破坏, 再加上烟气流的冲刷及烟气中所含颗料对灰粒子的撞击而使灰渣脱落, 被气流带走[1]。2. 3 调整常三线换热流程
采用烟气余热回收系统后, 原预热空气的热源可省去, 本次改造将常三线用于原油换热。由于冷进料入炉温度提高, 故将2#炉和3#料最上两排炉管拆除, ℃2. 4 采用纤维和岩棉喷涂
2#炉和3#5, 在, 喷涂衬里表面涂刷K T2003#炉辐射室顶部及对流室入口处喷涂200mm 普铝纤维, 喷涂表面涂刷K T200。2#炉和3#炉对流室弯头喷涂100mm 岩棉。3 效果分析
杜绝了露点腐蚀3. 1
对流管弯头喷岩棉, 则较以前填陶纤密封性更好, 可
避免空气从管箱外漏入。据装置测试, 使用纤维喷涂, 可减少散热损失1. 25%。3. 3 对流室积灰减少
声波吹灰器发出的声波为30～70H z , 其振动位移大, 易使灰、渣粒子产生足够大的振动位移, 得到良好的除灰效果。而低频声波具有很强的绕射能力和较小的衰减速度, 空间, , 达到了基本3. , 降低了排烟温℃, 减少了排烟热损失, 而在常用的过剩空气系数条件下, 一般排烟温度每降低17～20℃, 炉效率可提高1%。而改造后实际测定2#炉和3#炉炉效率分别为90. 6%和90. 8%, 比过去的82. 77%和83. 33%提高了7%以上。4 结语
本次技术改造杜绝了因蒸汽吹灰器造成的露点腐蚀, 提高了保温效果, 减少散热损失1. 25%, 排烟温度降至170℃左右, 装置的炉效率从83%左右提高到90%以上。本次改造是成功的, 为炼油厂加热炉改造提供了经验。
参考文献:
[1]徐培泽. 热管烟气余热回收系统及其长周期运行[J].常减压蒸
因取消了蒸汽吹灰器, 不会因蒸汽冷凝水泄漏而造成露点腐蚀, 热管式空气预热器的烟气出口温度在170℃以上, 避开了露点腐蚀区。3. 2 炉子散热损失减少因使用了纤维喷涂技术, 保证了炉衬的整体性, 炉衬表面无接缝, 故可避免因炉烟气透过衬里而引起锚固钉和炉壁钢板的低温腐蚀或高温脱碳损坏。同时强度高, 不易掉块, 抗热振及抗流速性能好。而
馏,1999,11(23) :18.
(贾编)
第30卷 增刊 石 油 化 工 设 备 V ol. 30 Supplement 2001年5月PETRO 2CHE MIC A L E QUIP ME NT May 2001文章编号:100027466(2001) 增20067203
常减压加热炉技术改造
王向蒙
(金陵石化公司炼油厂, 江苏南京 210033)
摘要:介绍了金陵石化公司炼油厂二套常减压装置加热炉存在露点腐蚀、炉子保温衬里效果差等问题, 分析了加热炉效率较低的原因、纤维和岩棉喷涂及相应的流程调整等措施进行改造, 关 键 词:加热炉; 除灰; 衬里; 炉效率中图分类号:TE 963 文献标识码:B
T echnical in atmospheric and vacuum distillation unit
W ANG X iang 2meng
of Jinling Petrochemical C o. Ltd 1,Nanjing 210033, China )
Abstract :The efficiency of the furnace in N o. 2atm ospheric and vacuum distillation unit of J PC refinery was low ,the causes of
which ,such as dew point corrosion ,high flue gas temperature in the convention chamber and poor performance of the thermal insu 2lation linling etc. were analyzed. The adopted trans forming measures including the application of s onic s oot rem oving system ,flue gas recovery system ,fiber spray coating ,rock w ool spray coating and correspondent adjustment of flow scheme ,as well as the analy 2sis of the results ,were presented.
K ey w ords :furnace ;s oot rem oving ;linling ;furnace efficiency
金陵石化公司炼油厂二套常减压蒸馏装置是1976年投产的年处理量300万t 原油的三级蒸馏装置。装置中有两台圆筒形加热炉, 即2#常压炉和3#减压炉。常压炉热负荷为1. 2×105M J , 减压炉热负荷为7. 4×104M J , 加热炉采用蒸汽吹灰器吹灰, 两台炉子各有8台固定式Ⅲ型吹灰器,2台C3. 5型长伸式吹灰器。采用渣油和瓦斯作燃料, 空气预热器给炉子供风, 用常三线油将空气加热至190℃左右进炉。1 存在问题
露点腐蚀1. 1
装置的两台加热炉都采用减压渣油作为燃料油, 而炼厂掺炼高含硫原油, 其减压渣油的含硫量较高, 约有1. 5%, 在燃烧中生成S O 3, 遇到水后生成稀硫酸。而吹灰器蒸汽总阀若是关不死, 则有冷凝水或蒸汽冒出, 与S O 3生成稀硫酸, 滴到炉管上形成露点腐蚀。1990年3#炉最上层的一排对流炉管有10
收稿日期:2000-09-15
根被腐蚀穿孔。1997年4月,3#炉位于长伸式吹灰
器下的2根对流炉管穿孔, 另外5根减薄。露点腐蚀已成为影响加热炉安全生产的一大隐患, 而造成露点腐蚀的一个重要因素就是采用了蒸汽吹灰器。1. 2 对流炉管积灰
由于用减压渣油作燃料, 造成烟气中含盐灰尘较多, 到了对流室往往凝结在对流炉管上, 形成了很厚的含硫积灰, 停工时积灰厚度有20～30mm 。为此采用了C 型长伸式吹灰器和Ⅲ型固定式吹灰器, 但由于吹灰器在炉墙附近, 温度较高, 伸入炉内的吹灰管变形, 炉外的传动部件失灵, 只能对吹灰管附近的几根对流炉管起作用, 吹灰效果较差。同时吹灰器为填料密封形式, 由于温度较高, 填料密封易失效, 致使蒸汽泄漏。
保温衬里不好1. 3
装置的加热炉辐射室为轻质耐火砖外贴陶纤毡, 由于陶纤毡与耐火砖或陶纤毡之间存在缝隙, 高
作者简介:王向蒙(1963-) , 男(汉族) , 江苏南京人, 工程师,1985年毕业于江苏化工学院化工机械专业, 学士学位, 主要
从事石油化工设备研究与管理工作。
・68・ 石 油 化 工 设 备 2001年 第30卷
加热炉效率1. 4
温含硫烟气窜入形成腐蚀, 造成炉子外壁钢板烧损,
几处穿孔。而且陶纤毡与耐火砖之间的粘结力不够, 陶纤毡易脱落, 造成炉子热损失加大, 炉外壁超温。另外, 在炉子看火门和防爆门等处, 因施工难度较大, 没有贴陶纤毡, 也有一定热损失。
在炉子对流室弯头箱门内填碎陶纤进行对流室保温, 施工质量无法保证, 缝隙较大, 保温效果不好, 空气易进入对流室, 造成热损失。
由于积灰造成加热炉排烟温度过高, 而烟气的热量又没有充分利用, 同时炉子对流段弯头箱钢板不严, 空气漏入, 造成加热炉效率较低。停工前一年, 厂研究院监测的加热炉效率见表1。2#炉和3#炉平均炉效率为82177%和83. 33%, 远低于厂部要求的86%。而其中排烟损失2#炉达到14. 23%,3#炉达到13167%, 。
表1 加热炉效率监测表
炉号
日 期
二氧化碳
/%9. 7814738. 58815
氧
/%6. 96. 2817. 466196
一氧化碳
/10-[1**********]
氨化物
/10-[**************]75
/[***********]291. 3272. 7277. 5
1. 4591. 3931. 6501. 5891. 5101. 3751. 4591. 375
/%14. 5112. 8414. 4315. 1313. 5914. 0713. 8113. 22
不完全燃烧损失/%
00. 0100. 010. 010. 0100. 01
效率
/%82. 4984. 1682.
5781. 8683. 4182. 9283. 1983. 78
2#1999. 11999. 21999. 31999. 1999. 11999. 21999. 31999. 4
常
压炉
3#
减压炉
2 技术改造2. 1 烟气余热回收系统
热段。如此循环, 因其包括显热和潜热变化, 因此效
率较高。
热管式空气预热器主要技术参数见表2。
表2 热管式空气预热器主要技术参数
参数介质设计流量/kg ・h -1进口温度/℃出口温度/℃阻力损失/Pa 总传热量/kW
2#炉
2#炉
3#炉
3#炉
两台炉子各上一套烟气回收系统, 为充分利用
两炉的烟气余热, 各设置一地面式热管空气预热器, 加热炉的热烟气经组合烟道进入热管式空气预热器, 来预热炉子燃料燃烧所需要的空气, 预热后的空气通过热风道进入炉子的燃烧器, 而换热后的冷烟气经组合烟道回到烟囱, 排向大气, 详见流程图1(两个炉子流程相同) 。烟气余热回收系统由热管式空气预热器、烟气系统、空气系统、声波除灰系统及
热流体烟气
[***********]
冷流体空气
[**************]41
热流体烟气
[***********]
冷流体空气
[**************]54
2. 2 采用声波除灰技术
两台炉子上采用北京时林公司的声波除灰系
统, 取消原来的蒸汽吹灰器。常压炉和减压炉各上6台声波除灰器, 热管烟气余热回收系统上两台声
波除灰器, 共14台, 型号为S M4A 。声波除灰系统由压缩空气源、声波发生器、声导管和电脑自动控制系
图1 烟气余热回收系统流程图
统4部分组成。系统使用的压缩空气压力为0. 3～0. 6MPa , 流量为2～6m 3/min 。它包括空气过滤器、
控制系统5部分组成。热管式空气预热器为主要部件, 其工作原理是通过热管来吸收高温烟气的热量, 热管工质水在加热段吸收高温烟气发出的热量, 变
成蒸汽上升至冷却段, 被空气吸收热量后又返回加
油雾器、减压阀及电磁阀等元件。除灰器作用范围为1. 5～3m , 声强为135～140dB , 声波频率为30～70H z 。其原理是利用了声学、振动学和疲劳学等原
增刊 王向蒙:常减压加热炉的技术改造・69・
理, 通过声波发生器, 把一定强度的声波送入运行中的炉内各种可能积灰结渣的空间区域, 通过声能量的作用使这些区域中的空气分子与灰、渣粒子产生振荡, 即对这些粒子施以拉、压循环变化的载荷, 当达到一定的循环应力周次数N (102～105) 后, 灰、渣之间的结合力会因疲劳而被逐步破坏, 再加上烟气流的冲刷及烟气中所含颗料对灰粒子的撞击而使灰渣脱落, 被气流带走[1]。2. 3 调整常三线换热流程
采用烟气余热回收系统后, 原预热空气的热源可省去, 本次改造将常三线用于原油换热。由于冷进料入炉温度提高, 故将2#炉和3#料最上两排炉管拆除, ℃2. 4 采用纤维和岩棉喷涂
2#炉和3#5, 在, 喷涂衬里表面涂刷K T2003#炉辐射室顶部及对流室入口处喷涂200mm 普铝纤维, 喷涂表面涂刷K T200。2#炉和3#炉对流室弯头喷涂100mm 岩棉。3 效果分析
杜绝了露点腐蚀3. 1
对流管弯头喷岩棉, 则较以前填陶纤密封性更好, 可
避免空气从管箱外漏入。据装置测试, 使用纤维喷涂, 可减少散热损失1. 25%。3. 3 对流室积灰减少
声波吹灰器发出的声波为30～70H z , 其振动位移大, 易使灰、渣粒子产生足够大的振动位移, 得到良好的除灰效果。而低频声波具有很强的绕射能力和较小的衰减速度, 空间, , 达到了基本3. , 降低了排烟温℃, 减少了排烟热损失, 而在常用的过剩空气系数条件下, 一般排烟温度每降低17～20℃, 炉效率可提高1%。而改造后实际测定2#炉和3#炉炉效率分别为90. 6%和90. 8%, 比过去的82. 77%和83. 33%提高了7%以上。4 结语
本次技术改造杜绝了因蒸汽吹灰器造成的露点腐蚀, 提高了保温效果, 减少散热损失1. 25%, 排烟温度降至170℃左右, 装置的炉效率从83%左右提高到90%以上。本次改造是成功的, 为炼油厂加热炉改造提供了经验。
参考文献:
[1]徐培泽. 热管烟气余热回收系统及其长周期运行[J].常减压蒸
因取消了蒸汽吹灰器, 不会因蒸汽冷凝水泄漏而造成露点腐蚀, 热管式空气预热器的烟气出口温度在170℃以上, 避开了露点腐蚀区。3. 2 炉子散热损失减少因使用了纤维喷涂技术, 保证了炉衬的整体性, 炉衬表面无接缝, 故可避免因炉烟气透过衬里而引起锚固钉和炉壁钢板的低温腐蚀或高温脱碳损坏。同时强度高, 不易掉块, 抗热振及抗流速性能好。而
馏,1999,11(23) :18.
(贾编)