(中國石化 洛陽分公司,河南 洛陽 471012)

0 前言

Szorb裝置主要用于降低催化裂化穩(wěn)定汽油中的硫，實現(xiàn)國V汽油的質(zhì)量升級，與傳統(tǒng)加氫技術(shù)相比，具有脫硫率高、辛烷值損失小、劑耗少、能耗低、運行穩(wěn)定等突出特點。中國石化洛陽分公司150萬t/a Szorb裝置于2013年10月一次開車成功，隨著加工量的增大，2019年6月擴能至180萬t/a。

1 存在問題

擴能改造后，按設(shè)計要求Szorb裝置加熱爐爐管在原有長度的基礎(chǔ)上加長3 m，共增加爐管48根，新增加熱爐氧含量≥1%聯(lián)鎖條件。擴能后的加熱爐熱效率滿足了設(shè)計的要求，但低于檢修前的93.2%，增大裝置能耗，增加裝置運行成本。本文通過對加熱爐熱效率影響因素進行探討，并采取相關(guān)措施，取得良好效果。

2 影響加熱爐熱效率的因素

2.1 加熱爐排煙溫度

降低加熱爐排煙溫度從而減少排煙熱損失，但排煙熱損失在加熱爐的熱損失中占有極大的比例，降低排煙溫度在技術(shù)方面主要受煙氣露點的限制，低于露點腐蝕會損壞排煙系統(tǒng)。從理論上講，排煙溫度可以降低到環(huán)境溫度，但在實際工程中不太可能實現(xiàn)，主要因為排煙溫度的降低受經(jīng)濟和技術(shù)兩方面的限制。隨著排煙溫度的降低，煙氣余熱回收系統(tǒng)的末端溫差越來越小，傳熱效果也越來越差，回收余熱的換熱面積也就越來越大。

2.2 過?？諝庀禂?shù)

加熱爐通過燃料供熱，在化學平衡的空氣體積(理論空氣體積)下，燃料不能完全燃燒，它只能在一定過量空氣下完全燃燒。燃燒器燃燒過程中調(diào)節(jié)負荷的受控參數(shù)主要是氣體流量和助燃空氣流量。如果空氣流量系數(shù)過大，火焰溫度會降低，熱損失會增加，會造成爐膛和加熱管的氧化燃燒損失。如果空氣流量系數(shù)太小，會導致燃料燃燒不完全，不能滿足燃燒的技術(shù)要求。同時，煙氣中殘留大量可燃氣體和一氧化碳，不僅會造成廢氣的化學熱損失，還會嚴重污染環(huán)境、浪費能源和腐蝕設(shè)備。若煙氣不能及時排除,還存在爆炸的安全隱患，因此,空氣和燃料氣在燃燒時的比例控制是整個燃燒過程控制的核心。

2.3 煙氣含氧量

加熱爐煙氣含氧量的上升表明進入加熱爐的過量空氣過多。在排出的煙氣中，大量過量空氣帶走熱量并將其排放到大氣中，增加了加熱爐的熱損失并導致熱效率降低。在加熱爐燃燒過程中，燃氣成分和熱負荷隨季節(jié)變化而變化，加熱爐燃燒所需的空氣量也相應(yīng)變化，從而影響加熱爐煙氣中氧含量和過量空氣系數(shù)的變化。這種變化對煙氣熱損失、化學不完全燃燒熱損失和加熱爐熱效率有很大影響。

2.4 不完全燃燒損失

不完全燃燒會造成熱量損失，降低熱效率。減少不完全燃燒損失的措施是選擇性能良好的加熱爐火嘴，并定期及時維護，使加熱爐火嘴長時間保持良好的運行狀態(tài)。

3 熱效率

熱效率是衡量燃料氣消耗、評價加熱爐設(shè)計和操作水平的重要指標，也是表示加熱爐提供的能量被有效利用的程度，其公式表示為：

η=被加熱介質(zhì)吸收的有效熱量/供給加熱爐的能量

4 提高加熱爐熱效率的措施

4.1 優(yōu)化流程

優(yōu)化反吹氫(殼程)/反應(yīng)產(chǎn)物(管程)換熱器流程：將加熱爐對流段熱氫氣改至反吹氫/反應(yīng)產(chǎn)物換熱器管程，代替反應(yīng)產(chǎn)物與反吹氫進行換熱后溫度達240 ℃。隨著過多的氫氣經(jīng)過加熱爐對流段帶走熱量，降低加熱爐對流段溫度，達到降低加熱爐排煙溫度的目的。通過優(yōu)化流程后，加熱爐對流段出口溫度由372 ℃下降至338 ℃，降低了34 ℃，排煙溫度由最初的128 ℃下降至107 ℃，降低了21 ℃，通過表1可以看出，隨著排煙溫度的逐步下降，加熱爐熱效率呈逐步上漲趨勢。

4.2 優(yōu)化加熱爐氧含量

2019年6月Szorb裝置擴能改造后，SIS系統(tǒng)新增加熱爐過?？諝?1%聯(lián)鎖條件。開工初期，加熱爐氧含量儀表AI6001A頻繁出現(xiàn)故障，為保持平穩(wěn)運行，氧含量維持在2%～3%。18日后開始針對加熱爐氧含量重新匹配加熱爐風量以及加熱爐煙道擋板開度。截至目前，加熱爐的氧含量實現(xiàn)卡邊控制，加熱爐熱效率從最初的92.14%提高至93.45%。

表1 優(yōu)化流程中的排煙溫度與加熱爐熱效率

4.3 定期維護燃燒器

建立維護燃燒器臺賬，定期組織人員針對燃燒器進行檢查和清理，防止火嘴積碳，減少不完全燃燒損失，避免瓦斯消耗增加，預防加熱爐煙氣氮氧化物含量超標。

5 結(jié)論

通過以上幾項優(yōu)化措施，Szorb裝置的加熱爐熱效率得到有效的提高，熱效率可達到93.5%，下一步將針對加熱爐排煙溫度儀表參數(shù)進行深入優(yōu)化，力爭加熱爐熱效率達到更加先進水平。