影响裂解炉热效率的原因分析及与对策研究

关霁阳(中韩石化武汉乙烯 湖北省武汉市 430082)

裂解炉的实际消耗，在化工生产中占据较高比例，由此必须深入分析影响裂解炉热效率的原因，提出有效的对策，在保障双烯收率正常的基础上，降低其在燃料方面的消耗量，保障裂解炉的经济特性，不断提高裂解炉的热效率，综合主要的影响因素，利用科学措施，稳定乙烯装置的发展。

一、分析裂解炉的实质

裂解炉工作的实质主要分为两部分，第一是通过加热，使烃和蒸汽混合物在炉管内进行热裂解反应；第二是回收剩余热量，实现重新利用，负压炉形成热气对流，促使裂解原料迅速达到相对的裂解温度，保障裂解炉热效率的平衡状态，促使热效率达到最大化，如下图1，为裂解炉传热的基本过程，保持进入=输出，即可满足裂解炉的平衡原则。实际裂解炉的热效率，可以根据相关的公式计算，明确影响热损失的因素，确保裂解炉的热效率处于优化状态，一方面保障热效率的稳定状态，另一方面体现裂解炉热效率控制的科学性。

图1 裂解炉的传热图示

、裂解炉热效率的影响因素

影响裂解炉热效率的因素，主要有三类，降低裂解炉的实际能效，干扰热效益的产出，具体分析如下：

1.裂解炉壁散热影响

裂解炉壁，即炉墙部位，以对流和辐射的方式，散发热量。实际散热的过程中，较容易受到外界因素影响，如：风速、温度等，形成散热损失，影响热效率。例如：外界稳定呈现下降趋势时，炉墙结构的温度随之改变，同样表现为下降变化，增加对流传热的速度，形成一定程度的散热。此类现象集中出现在使用年限已久的裂解炉结构，大量热量在传递上被抑制，无法保持裂解炉的热效率。

2.排烟温度的影响

保障裂解炉的热效率，实质是降低热量损失，但是在裂解炉产热的过程中，由于排烟影响，带走诸多热量，形成严重的热损失[2]。加热原料基本含有硫元素，导致排烟过程中，烟气受温度影响，迅速凝结，不仅干扰热效率，同时凝结后的含硫液体，腐蚀裂解炉结构。根据排烟温度与热效率的关系，得出以下图示，如图2，由此可见：排烟温度越高，对裂解炉的影响越大，直接降低热效率的产生，干扰裂解炉的实际效率。

图2 排烟温度与热效率的关系图

3.烟气热量损失

烟气热量影响裂解炉热效率的损失率。例如：烟气流量干预热系数，改变原本稳定的系数，促使炉内热效益明显降低，增加裂解炉的热损失。部分裂解炉增加燃料的使用数量，由此形成恶性循环，不仅降低热效益，还会影响到裂解炉的本身性能。

二、提高裂解炉热效率的措施

提高裂解炉的热效率，必须以实际的影响因素为主，规划影响方式，才可提出稳定的应对措施，对其做如下汇总。

1.优化裂解炉的炉墙结构

解决裂解炉在散热方面的影响，提出防漏堵风措施。裂解炉在运行中，一旦出现不符合常规的现象，如：部件损坏、变形、掉落等，表明裂解炉处于不正常的运行状态，必须强化炉墙结构，避免热效益损失。第一，做好预防工作，针对裂解炉，选择合适的耐火材料，提高绝热能力，尤其是炉衬结构，是影响热效益的主体结构，根据裂解炉的工作情况，制定停炉检修计划，重点修复炉衬结构，改善炉衬工艺，提高裂解炉的密闭性，同时针对其他重要部位，实行科学检修，以提高热效率为目的，实现裂解炉的高效益；第二，加强监管力度，时刻监控裂解炉的运行，强化防漏堵风，尽量保障监控力度，发挥实质作用，避免裂解炉出现热量损失，降低运行风险。

2.降低排烟温度的措施

有效降低排烟温度，有利于裂解炉温度的提升，尽量将排烟温度控制在最低状态，将吹灰作为降低影响的一项措施，合理约束吹灰工艺，严格规划吹灰安排。例如：针对处于运行工作中的裂解炉，以周为周期，基本保持2次或两次以上的吹灰次数，而且吹灰时间大于等于20分钟。对比吹灰前后裂解炉的工作状态，做好热效益的记录工作，进而制定更加贴近裂解炉高热量的吹灰措施。除此以外，在裂解炉停炉期间，综合检查炉内情况，重点排查对流段各盘管是否存在结焦，采取合理的清理措施，结焦严重需更换预热盘管。由此，可以保障裂解炉正常的工作状态，避免受结垢的影响，无法降低排烟温度。实际裂解炉对燃料气组分的选择，同样需要注意科学性，降低硫元素的腐蚀影响，也可以提高裂解炉的工作效率。

3.控制氧含量

针对裂解炉内的氧气进行控制，可以明显降低烟气损失的影响。首先保障裂解炉的安全状态，然后在实行氧含量控制，利用负式压[3]。方例式如，作：当用氧于气含含氧量量高，根时据，适炉当膛调内小实烧际嘴燃风烧门情，况达，到调合节适负压值方

即可，既可以满足裂解炉对氧含量的需要，又可以防止烟气热量损失，达到理想状态。

结束语

优化裂解炉生产，提高热效率，是化工工业高水平运行的重点，不仅表现出系统特性，同时延长工作周期。裂解炉的生产效益，直接关系到化工生产的能力，必须确保核心装置的稳定性和效益性，才可推进生产进行。针对裂解炉实际和热效率的产生方式，规避干扰因素的影响，提出可靠对策，体现裂解炉的技术性，提高实际热效率的产出量。

[1]刘玉东,赵欣,赵朝文,艾金辉.乙烯装置裂解炉节能改造[J].石化技术与应用,2011(03).

[2]万璐.乙烯裂解炉的热力学分析与节能措施[J].齐鲁石油化工,2006(01).

[3]刘玉东,李永,何金龙.利用新技术新方法提高裂解炉热效率[J].中外能源,2010(02).