加熱爐是煉油廠的主要工藝設(shè)備,也是主要的耗能設(shè)備。其能耗約占煉廠總能耗的20%~30%左右。在常減壓裝置,加熱爐能耗約占90%。加熱爐的操作、維護和管理是煉廠設(shè)備管理、能源管理的重要組成部分,對全廠的經(jīng)濟運行具有重要意義。
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1. 過??諝庀禂?shù)偏大或氧含量偏高
1)供風(fēng)量偏大;
2)爐體漏風(fēng);
3)爐膛負(fù)壓偏大;
4)空氣預(yù)熱器漏風(fēng);
5)在線氧化鋯指示偏低誤導(dǎo)了操作;
6)低負(fù)荷運行且風(fēng)門可調(diào)節(jié)性差。
實現(xiàn)加熱爐的燃燒優(yōu)化控制,精心操作其最終目的就是力求在燃燒完全的前提下,所需的氧含量為其加熱爐高效運行所需控制的煙氣中的最低氧含量。
2. CO含量偏高或氧含量過低
加熱爐設(shè)計手冊中規(guī)定,對于燃油加熱爐,爐膛中的氧含量一般控制在3~5%,對于燃?xì)饧訜釥t一般控制在2~4%。
1)供風(fēng)量不足
2)正壓操作
3)煙、風(fēng)道堵塞(阻力增大,燃燒用空氣受限)
4)在線氧化鋯指示值偏高誤導(dǎo)了操作
5)爐體漏風(fēng)(在線氧化鋯指示的氧含量值并不全是用于燃燒的空氣中氧含量值)
6)超負(fù)荷運行
3. 排煙溫度上升
1)受熱面積灰、結(jié)鹽、結(jié)垢
2)超負(fù)荷運行
3)空氣預(yù)熱器或廢鍋效能下降
低溫露點腐蝕、熱管內(nèi)空氣側(cè)與煙氣側(cè)密封不好或管板腐蝕穿孔使部分空氣進入煙氣中,造成煙氣中氧含量增大、積灰結(jié)垢嚴(yán)重
4)被加熱工藝介質(zhì)改變了
5)余熱回收技術(shù)設(shè)計時參數(shù)提供或選取不當(dāng)
設(shè)計參數(shù)的選取與確定由于缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)管理,加之原油品種的不確定性,致使設(shè)計參數(shù)與實際運行參數(shù)偏差較大。這在燃燒器和煙氣余熱回收系統(tǒng)方面受之影響尤為突出。因此,力求使設(shè)計參數(shù)的選取適中準(zhǔn)確,使節(jié)能技術(shù)及設(shè)備的效能盡可能滿足變工況的要求,這是確保加熱爐長周期高效率運行的首要環(huán)節(jié),應(yīng)引起足夠的重視。
4. 受熱面積灰、結(jié)鹽、結(jié)垢
受熱面積灰結(jié)垢是目前加熱爐運行過程中存在的一種較為普遍的現(xiàn)象,特別是燒減壓渣油和油氣混燒的加熱爐,不但在對流爐管和空氣預(yù)熱器部位存在積灰、結(jié)垢,而且在輻射爐管也存在較嚴(yán)重的結(jié)鹽、積灰和結(jié)垢。造成受熱面結(jié)鹽、積灰和結(jié)垢主要原因是由于燃料油中含有鹽、硫、灰份、釩、鎂等金屬以及燃料不完全燃燒,加之吹灰器吹灰效果差或吹灰制度執(zhí)行不嚴(yán)等,導(dǎo)致受熱面?zhèn)鳠嵝Ч儾?,使得燃料消耗量增加、排煙熱損失和爐體散熱損失加大。這一現(xiàn)象在各企業(yè)的常減壓裝置加熱爐上表現(xiàn)最為突出,嚴(yán)重時,燃燒狀況難于調(diào)節(jié),空氣預(yù)熱器無法正常使用,甚至被迫降量運行,以致到不得不停工清洗的地步。
積灰、結(jié)鹽、結(jié)垢對傳熱的影響
1)增加了熱阻,使?fàn)t子的排煙溫度升高,熱效率下降;
2)減少了煙氣的流通面積,使煙氣流速升高,煙氣流動的阻力增大;
3)在尾部低溫受熱面,積灰后的管壁更容易吸附煙氣中所含的硫酸蒸汽,加劇露點腐蝕。
5. 露點腐蝕嚴(yán)重或加劇
隨著加工高含硫原油數(shù)量和比例的不斷提高、以及裝置塔頂及低分低壓高含硫氣體無脫硫措施,自產(chǎn)瓦斯作為本裝置加熱爐自用,加之裝置生產(chǎn)方案調(diào)整和不可見的影響因素,都會使加熱爐爐用燃料含硫量超標(biāo),導(dǎo)致加熱爐煙氣在低溫部位(對流爐管、空氣預(yù)熱器出口、廢鍋出口及引風(fēng)機)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕、結(jié)垢;另外個別采用余熱回收的加熱爐在低負(fù)荷下運行時,其排煙溫度過低,當(dāng)燃料中含硫較高時也會造成比較嚴(yán)重的露點腐蝕。目前露點腐蝕是加熱爐熱效率進一步提高的主要障礙,而且這一問題隨著加工高含硫原油數(shù)量和比例的不斷增加表現(xiàn)的越來越突出,危及到安全生產(chǎn),并直接影響爐效。
6. 控制系統(tǒng)作用難以發(fā)揮
加熱爐因維護不當(dāng)?shù)纫蛩厥箍刂葡到y(tǒng)的作用難于發(fā)揮,其主要原因包括:爐體及門孔漏風(fēng)嚴(yán)重;氧化鋯壽命短或指示不準(zhǔn);燃燒器調(diào)風(fēng)器調(diào)節(jié)不靈,有的卡死或被漏油粘?。蝗紵鲾?shù)量多,且還需人工精心調(diào)節(jié);煙道擋板和總進風(fēng)擋板調(diào)節(jié)線性差;無CO在線分析儀等。
7. 爐體表面超溫或局部超溫
大多數(shù)加熱爐對流室與爐頂由于不便維修表面溫度普遍偏高,尤其爐底、燃燒器,輻射頂、對流段、看火門、防爆門和彎頭箱門周圍存在不同程度的溫度偏高,以致在其附近出現(xiàn)凹陷或凸起和防銹漆脫落現(xiàn)象,30%左右的加熱爐爐體表面存在溫度場分布不均,原因是襯里使用時間長失效或襯里破損導(dǎo)致爐體局部表面溫度偏高。
8. 操作方法和人員素質(zhì)有待提高
1)加熱爐的效率不能長期保持在標(biāo)定或檢查時的高水平上;
2)為了片面追求假象高效率,故意關(guān)小煙道擋板、壓低排煙溫度和過??諝饬浚率谷紵煌耆?,實際熱損失更大;
3)節(jié)能主要依靠設(shè)備,發(fā)揮人的因素少;
4)自開工之日起不定期吹灰,使煙灰越積越多,最后難于發(fā)揮吹灰器的作用;
5)在維護管理上對加熱爐節(jié)能的各種影響因素缺乏全面深刻的認(rèn)識。