改造烧嘴通道 提高废气利用

皮 军，赵国爱

（中海石油内蒙古天野化工集团，内蒙古呼和浩特 010070）

改造烧嘴通道 提高废气利用

皮 军，赵国爱

（中海石油内蒙古天野化工集团，内蒙古呼和浩特 010070）

通过对蒸汽过热炉废气烧嘴进行改造，提高过热炉的废气利用，减少天然气使用量，从而降低天然气消耗。

废气；烧嘴通道；天然气消耗；废气利用

Abstract：The exhaust gas burner of steam superheating furnace is modified to improve the utilization of exhaust gas in the superheater and reduce the amount of natural gas used to reduce the consumption of natural gas.

Key words：exhaust gas；burnerchannel；natural gas consumption；waste gas utilization

1 概述

中海石油内蒙古天野化工有限责任公司，是年产30万t合成氨，52万t尿素的大型化肥企业。合成氨装置采用shell气化，原设计以渣油为原料，随着环保意识的加强，以天然气为清洁能源越来越受到广大用户的青睐。2004年进行了油改气，产品主要有尿素、甲醇和聚甲醛。但是由于天然气价格不断上涨，国内产能过剩，企业成本大幅度增加，效益下滑，降低消耗、降低生产成本是必行之路。

天野化工有限责任公司合成氨装置蒸汽过热炉是20世纪90年代随30万t/a合成氨装置整套引进的，是将谢尔气化废锅副产的10.0MPa，314℃的饱和蒸汽，通过吸收燃料燃烧释放的热量成分加热至495℃的过热蒸汽，并入主蒸汽管网。该炉原设计是以烧渣油为主要燃料、废气为辅助燃料。炉内设有六组烧嘴，炉膛燃烧所需的氧气由G4-73-90离心式送风机提供。公司2005年气化炉油改气工程时，将该炉主要燃料改为天然气和工业废气，并设有长明灯，将原有的六组点烧嘴进行改造。

2 烧嘴改造的原因

在相同的负荷下与具有同等生产能力的中石油兰州化肥厂进行对比后，我们的燃料天然气消耗为25m3/t氨左右。而兰化燃料天然气消耗为15m3/t氨左右。与兰化对比就这一项我厂耗天然气就要高10m3/t氨，按天然气的价格1.2元/m3，我厂年产30万t合成氨来计算：10*1.2*30万t=360万元/a，我厂过热炉燃料天然气多消耗360万元/a。因此公司领导非常重视，并成立了由相关处、部门领导及工艺技术人员组成的过热炉烧嘴技术改造小组，对其烧嘴改造进行可行性研究，并派人前往兄弟单位（兰州化肥厂）与我公司相同的蒸汽过热炉进行调研、考察，并对我公司蒸汽过热炉运行参数与中石油公司兰州化肥厂蒸汽过热炉运行参数进行了对比并计算。从我公司蒸汽过热炉的运行参数上来看，燃气消耗量和排烟温度都要比中石油公司兰州化肥厂的燃气消耗量和排烟温度高得多。我公司的天然气消耗量是1 200m3/h，废气消耗量是2 100m3/h，排烟温度是440℃，按每小时消耗量来比较，我公司天然气消耗量是兰化的1.0倍，废气用量兰化是我公司的0.6倍，排烟温度我公司是兰化的0.5倍，说明我公司蒸汽过热炉存在排烟温度高，热效率低，天然气消耗量大，废气利用率低，废气得不到充分利用，由此表明我公司在节能降耗上有着巨大潜力。我公司蒸汽过热炉天然气消耗量约为每年705.6万m3，如果能够使燃烧器效率哪怕提高1%的话，将产生相当客观的社会效益和经济效益。所以对过热炉烧嘴的改造是完全必要的。

3 改造过程

在2015年8月大检修期间，由西安一家公司对过热炉六组天然气和废气枪喷嘴统行了改造，在天然气和废气枪喷嘴上均匀的打许多小孔，使喷出的天然气、废气均匀分布与空气充分混合，完全燃烧，不回火，不堵塞，燃烧器通过改变各物料进入蒸汽过热炉的压力实现1∶3的调节范围，烧嘴能够在较宽的范围内良好运行；同时采用先进、节能、高效燃料气喷嘴，运行安全可靠，有效地提高了燃烧器的燃烧能力。

4 改造后的效果

1）通过对中心天然气喷嘴和6个废气喷嘴的改造，使天然气、废气均匀分布与空气充分混合燃烧充分，极大地提高了废气的利用率，废气量由以前2 000m3/h增加到2 350m3/h，天然气由1 200m3/h下降至900m3/h，从而达到节能降耗的目的。

2）改造后的燃烧器安装方便，结构可靠、性能稳定，并且对过热炉整体结构未造成大改动。

3）改造后的燃烧器安全性大大提高，技术改造后的燃烧器火焰燃烧稳定，结构刚性好，使用寿命长，炉温和耗气量均降低，使用过热炉寿命延长。

4）改造后燃烧器火焰由原来的细长型变为改造后的短粗型，使热利用率提高，炉温降低，排烟温度降低，热效率提高。

5）改造后按效率计算，换算成天然气则可节省31%，换算成废气则可节省10%。

5 存在问题

因为耗气量大的主要原因是喷嘴设计不合理、排烟温度过高而直接导致的。所以该装置的技术改进主要在于提高蒸汽过热炉效率和降低排烟温度，虽然经过改造后过热炉排烟温度由440℃下降至420℃，但期望通过技术手段再次降低排烟温度，降低消耗，降低企业成本。

6 结束语

蒸汽过热炉经过对烧枪的改造后能满足工艺要求，并且在节约燃料天然气中也起到了一定作用。全年可节约天然气160万m3，折合1 802.0t标煤，技改投用后，在节能减排方面起到较好的作用。同时点火系统改为自动点火装置一次点火成功率99%，降低风险，安全可靠。

[1] 张旭燕.蒸汽过热炉提高废气利用率，降低天然气消耗[J].中小企业管理与科技旬刊，2013，（10）：308-309.

[2] 葛晶，张新宪，刘国辉，等.造气装置气化炉烧嘴结构的优化改造[J].炼油与化工，2016，（4）：26-27.

[3] 吴鸿亮.电弧炉使用氧—燃料烧嘴提高了生产率[J].上海金属，1984，（2）：66.

Transformation of Burner Channel，Improve the Use of Waste Gas

Pi Jun，Zhao Guo-ai

X781.4；TQ241.1

A

1003–6490（2017）09–0229–01

2017–07–04

作者介绍：皮军（1982—），男，内蒙古呼和浩特人，工程师，主要从事合成氨气化工艺技术管理工作。