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催化重整装置加热炉改造 |
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作者： |
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摘 要：通过对催化重整装置四台圆筒炉的瓦斯喷枪进行改造，H102、H103对加热炉辐射室喷涂高温辐射涂料，有效地降低了炉膛温度和排烟温度，减少了瓦斯用量，提高了炉子的热效率；对重整三合一加热炉辐射室衬里进行了更换，有效地降低了炉壁表面温度。
关键词：催化重整装置；加热炉；改造
l 存在问题
1．1 原燃氢火嘴喷枪不能满足烧瓦斯的要求
1999年6月，考虑到催化重整装置开工后，氢气无法平衡，我们与洛阳石化工程公司设备研究所合作，设计开发出了新型SUG系列富氢燃气燃烧器，将7台加热炉的70个燃烧器进行了改造，较好地解决了富余氢气的去向。2001年3月，我厂80万t／a催化柴油加氢装置建成投产，氢气紧张，重整加热炉全部改烧管网瓦斯，原来的燃氢火嘴的喷枪不能满足生产的要求，出现了火焰长、燃烧无力、易脱火、易抽灭等问题，严重影响了装置的安全生产。
1．2 圆筒炉H103负荷变大
由于预处理流程调整后，H103炉负荷增大。2001年10月，预加氢负荷提到80t／h后，H103炉膛温度高达780℃，瓦斯流量远远超过设计值，造成汽提塔底升温受限，严重影响装置加工量。
1．3 三合一加热炉辐射室炉壁表面温度高
该炉子辐射室衬里下部为耐火砖，上部为多层陶纤块，通过保温钉固定在炉壁上。由于耐火砖墙开裂，陶纤层脱落、开缝，保温钉外露，造成炉壁下部表面温度在70～120℃，上部温度在60～70℃，防爆门、人孔门周围温度在190℃左右。
2 改造情况
2．1 瓦斯喷枪的改造
2002年5月，我们对四台圆筒炉的喷枪进行了改造。通过改变喷枪开孔的尺寸和方向，增大燃气流与空气流夹角，并在喷枪头部增加了一个稳焰罩，降低瓦斯流速，强化与空气的混合。开工后，火焰明显变短，消除了火焰无根、易抽灭的现象，解决了H101燃烧不充分、易闪爆的问题，大大提高了炉子的操作弹性，瓦斯阀后压力在0．03～0．125MPa之间均能较好地燃烧，H103处理能力明显提高。
2．2 三合一加热炉辐射室衬里改造
2002年5月，我们对三合一炉辐射室衬里进行了更换，将原有的陶纤块、耐火砖和保温钉全部拆除，对炉壁人工除锈，重新焊接“Z”型保温钉，呈正方形排布，将普铝（高铝）纤维棉填入喷涂机，通过输棉管送到枪头喷出，将结合剂用高压泵同时送到枪头喷出，结合剂与纤维棉在空中混合后喷敷在炉体上，整复衬里表面后喷涂表面固化剂。其中，2m以下炉墙保温钉高160mm，间距3000mm×300mm，喷涂纤维棉为160mm的普铝层+50mm的高铝层；2m以上炉墙保温钉高140mm，间距350mm×350mm，喷涂纤维棉为140mm的普铝层+50mm的高铝层，两层之间绑扎一不锈钢丝网。整个喷涂过程采用自上而下，一层层喷涂，总工程量为105m3，施工周期9天。
2．3 H102、H103辐射室喷涂高温辐射涂料
由于H102、H103负荷增大，为了进一步提高处理能力，我们采用在H102、H103辐射室衬里表面喷涂高温辐射涂料，增加了炉壁的黑度，加强了炉子辐射传热，降低了炉子排烟温度，减少了瓦斯用量，提高了炉子的热效率。
3 改造前后情况对比及效益分析
加热炉瓦斯耗量与炉子的操作状况、炉子负荷、瓦斯压力和组分关系较大，为了便于比较，我们选取预加氢进料为68t／h，操作状况、瓦斯压力和组分较接近的2002年4月25日（改造前）和9月7日（改造后）的操作数据进行分析，见表1。表1 四台加热炉改造前后数据对比
 3．1 H101改造前后对比
由表l 可见，改造后H101进出口温差从6℃增加到20℃，炉子负荷增大，炉膛温度升高43℃，炉底温度、排烟温度变化不大，而瓦斯用量减少了17Nm3／h。这说明更换瓦斯喷枪后，燃烧状况得到了改善，炉子处理能力和热效率得到了提高。瓦斯密度按0．746kg/ Nm3 (下同)计算，每年可节约瓦斯lllt，折合人民币16万元。2个月即可收回全部投资。
3．2 H102改造前后对比
由表1可见，改造后H102炉膛温度降低了14℃，炉底温度降低了47℃，排烟温度降低了8℃，瓦斯用量减少了36 Nm3／h。这说明更换瓦斯喷枪后，燃烧状况得到了改善，火焰中心温度上移，炉底温度明显降低，而辐射室喷涂高温辐射涂料后，提高了辐射传热效率，有效降低了炉膛温度、排烟温度和瓦斯用量。每年可节约瓦斯235t，折合人民币35万元。2个月即可收回全部投资。
3．3 H103改造前后对比
由表1可见，改造后H103进出口温差从14℃增加到21℃，炉子负荷增大，炉膛温度变化不大，炉底温度降低了44℃，排烟温度降低了9℃，瓦斯用量减少了49 Nm3／h。每年可节约瓦斯320t，折合人民币48万元，而该炉子有四个瓦斯喷枪，1个多月即可收回全部投资。
3．4 H204改造前后对比
由表l可见，H204改造后在炉子进、出口温度和进出口温差略有增加、进料量不变的情况下，炉膛温度、炉底温度、排烟温度略有升高，这是因为炉子负荷有所增加，而瓦斯用量减少了28 Nm3／h。这说明更换瓦斯喷枪后，燃烧状况得到了改善，炉子处理能力和热效率得到了提高。每年可节约瓦斯183t，折合人民币27万元，1个月即可收回全部投资。
3．5 三合一炉衬里改造前后的对比
重整三合一加热炉辐射室衬里改造后，炉体表面各点温度明显降低，消除了局部过热的现象，炉壁表面平均温度由81．91℃下降到60．81℃，降低了21．1℃，达到了预期目的。
将炉体表面温度从80℃降低到60℃以下，表面热损失降低1％以上，相当于加热炉效率提高1％以上。三合一炉衬里改造前燃料气用量为4500 Nm3／h，改造后可节约燃料气45 Nm3／h，一年可节约燃料气294t，折合人民币29．4万元，2年即可收回全部投资。另外，炉子衬里的改造，降低了炉膛温度，提高了炉子的处理能力，消除了炉壁热点温度，避免了耐火砖墙进一步开裂、坍塌的隐患，确保了炉子安全、稳定、长周期的运行。
4 结论
六联合车间四台圆筒炉瓦斯喷枪改造后，有效改善了炉子的燃料状况，炉膛温度、炉底温度、排烟温度有所降低，炉子处理能力得到了提高，瓦斯用量明显减少。三合一加热炉辐射室衬里改造后，炉壁外表面温度明显降低。
本次加热炉改造效果显著，消除了隐患，降低了装置能耗，提高了炉子的热效率。(end)
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(投稿)
(11/23/2004) |
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