裂解炉乙烯工业2010,22(1)49～53ETHYLENEINDUSTRY提高裂解炉热效率的措施胡天生(中国石化扬子石油化工股份有限公司烯烃厂,江苏南京,210048)摘要:裂解炉热效率高低直接关系到乙烯生产能耗。介绍了提高裂解炉热效率的措施,内容主要包括降低排烟温度、控制过剩空气系数、加强绝热保温以及应用新型节能技术等。阐明了提高裂解炉热效率的关键是如何采取有效措施最大程度地降低热量损失,提高热量利用率,达到节能降耗目的。关键词:热效率;裂解炉;乙烯装置;措施;能耗热效率作为衡量裂解炉先进性与操作好坏的一个重要指标,直接关系到乙烯生产能耗的高低。随着能源价格的不断上涨和石化行业竞争日趋激烈,越来越为人们所重视。热效率表示裂解炉对所供给热量的有效利用程度,它等于供给热量与损失热量之差除以供给热量的百分数。供给热量是指外界供给裂解炉热量的总和,包括燃料的低发热量与显热、空气带入的热量等;损失热量是指供给热量中未被裂解炉利用的部分,它等于排烟损失、燃料不完全燃烧损失和散热损失之和。裂解炉热效率在很大程度上取决于裂解炉自身设计与操作管理水平。减少热量损失、提高热量利用率是提高热效率的主要途径。1降低排烟热损失排烟热损失在裂解炉总热量损失中占很大的比例。当裂解炉热效率达到90%时,排烟损失占总损失的70%～80%。因此,降低排烟热损失是提高热效率的重要途径之一。其主要措施是降低排烟温度和控制过剩空气系数。1.1降低排烟温度在其它条件不变的前提下,裂解炉热效率与排烟温度直接相关。排烟温度越低,裂解炉热效率越高,其一般对应关系如图1所示。但在降低排烟温度的同时,必须考虑到烟气中酸性气体露点温度,此温度主要取决于燃料中的硫含量。为了避免烟气露点腐蚀,排烟温度必须高于烟气露点温度,否则对流段炉管会受到露点腐蚀而损坏,并且也会因露点下积灰造成烟气流通不畅。通常,降低排烟温度主要有以下方法。图1裂解炉热效率与排烟温度的一般对应关系1.1.1改进对流段设计近年来,由于重视了裂解炉对流段烟气余热的最大化利用,改进了对流段设计,普遍采用了增大传热面积、增加对流段管束、缩短对流段炉管与炉墙距离等措施,提高了热强度,使排烟温度大幅降低。目前以石脑油为原料的新型裂解炉排烟温度设计值一般在110℃左右,热效率在94%以上。对于排烟温度高、热效率低的老式裂解炉,可根据具体情况进行对流段改造,例如更换高效翅片管,或者增设超高压蒸汽过热段等。1.1.2合理控制原料预热温度原料进入裂解炉前通常要预热到60～80℃,收稿日期:2008-09-08。作者简介:胡天生(1970-),男,1992年7月毕业于兰州石油学校石油加工专业,同年分配至烯烃厂乙烯车间工作至今,目前从事乙烯生产与技术管理工作,工程师。·50·乙烯工业第22卷预热温度高低对排烟温度有较大影响,合理控制原料预热温度有利于降低排烟温度。轻质液相原料(如轻石脑油、石脑油等)排烟温度设计值一般较低,预热目的主要是防止因排烟温度过低产生烟气露点腐蚀,如果实际排烟温度较高,可适当降低预热温度;气相原料(如乙烷、丙烷等)排烟温度往往较高,预热是为了防止气相组分在低温下冷凝,环境温度较高时,也可适当控制预热温度。1.1.3定期吹灰裂解炉烧气时一般产生的灰量较少,但在燃料气组分变重或供氧不足,燃烧不完全的情况下,容易产生大量烟灰,并在对流段炉管表面沉积,造成热阻增加,使排烟温度升高。因此,必须定期吹扫对流段炉管表面积灰,就烧气炉而言一般一周吹灰1次。1.1.4化学清洗一旦裂解炉对流段炉管发生了烟气露点腐蚀,在原料预热段翅片管表面聚积了大量的垢物,一般采用蒸汽吹灰很难奏效,可以采用化学清洗的方法将这些污垢去除。化学清洗主要原理是,利用化学清洗药剂的分散、乳化性能,使垢物分散、溶解在清洗液中并随之流出,达到清除污垢的目的。2007年,中国石化扬子石化有限公司烯烃厂(以下简称扬子)1号乙烯装置对3台烟气露点腐蚀较严重的裂解炉对流段炉管进行了化学清洗,取得了很好效果,排烟温度平均下降15℃左右。1.1.5反吹裂解炉经过长期运行后,通常对流段上层原料预热段(PFH)管内壁较容易结垢,引起换热效率下降。主要原因是,裂解炉在退料后,如果原料管线扫线不彻底,会有少量物料残留,由于烧焦期...
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