第一套溶剂脱蜡装置加热炉节能优化操作的讨论

高伟宋煜龙

（1．中国石油兰州石化分公司炼油厂，甘肃 兰州 730060；2．中国石油兰州石化分公司石油化工厂，甘肃 兰州 730060）

第一套溶剂脱蜡装置加热炉节能优化操作的讨论

高伟1宋煜龙2

（1．中国石油兰州石化分公司炼油厂，甘肃 兰州 730060；2．中国石油兰州石化分公司石油化工厂，甘肃 兰州 730060）

介绍了兰州石化公司第一套溶剂脱蜡装置加热炉改造投用后，在开工初期的运行过程中存在的空气预热器无法正常投用、炉3出口温度波动大等问题。针对提出的问题，车间从仪表监测的准确度、控制回路的合理性、设备及工艺优化操作的摸索方面进行了总结分析，得出了比较理想的操作方法，使得加热炉热效率由开工初期的89%～91%之间，提升到93%以上，最终达到了设计要求，并且降低了装置综合能耗，增加了近128万元/年的经济效益。

空气预热器；加热炉热效率；炉出口温度；氧含量及排烟温度

1 现状分析

2013年11月改造完成后，装置顺利开工投产，通过近半年的运行，更新的加热炉投用情况正常，整体运行情况平稳，基本能满足当前原料性质、加工负荷及工艺操作条件的需要。但是通过每月公司对加热炉的监测结果来看，个别指标一直无法达到当初的设计值或是公司对加热炉指标的要求。主要包括氧含量、过剩空气系数、排烟热损失以及加热炉热效率。

2014年上半年，也是新建的加热炉刚投用的半年，加热炉的氧含量均值在7左右，明显高于设计值，氧含量高又造成过剩空气系数高，均值在1.57左右，高超出1.30的指标要求；同时排烟热损失达到7.52%左右；热效率相比旧炉子虽有较大提升，均值在90%左右，但尚未达到92%的设计值。而且平时生产过程中还体现出以下几点问题。

问题1：炉2由于对流室偏大，取热量过多，造成烟气出对流室温度比较低在110～120℃之间；因炉2排烟温度低的影响，加热炉联合烟道出空气预热器后的排烟温度在90～110℃之间，易造成露点腐蚀，影响了空气预热器的正常投用；

问题2：因本装置工艺特点，加热炉进料量为变量，为了达到加热炉出口温度、炉膛氧含量等工艺指标的要求，致使瓦斯和空气用量需时时进行调节，这就造成三台加热炉氧含量、炉膛负压变化大；

问题3：炉3因瓦斯流量控制阀阀体偏大，而瓦斯流量平时用量小，控制阀稍开或稍关都对炉出口温度影响较大，造成温度不是超上限就是超下限，平稳率难以达标。

2 针对问题，采取措施摸索优化操作的方法以及取得的效果

针对上述加热炉运行过程中出现的问题，车间认真分析原因并摸索总结好的调节方法。

问题1的分析解决：针对联合烟道换热后烟气温度低，易造成露点腐蚀的现状，在目前占时无法对对流室改造的情况下，车间尝试将空气预热器的空气侧线阀适度的打开，以便减少部分冷空气的量来抬高烟气的出口温度。但是侧线阀开度又不能过大，否则冷空气全走侧线不与烟气换热就失去了空气预热器节能的作用。通过一段时间的侧线阀们开度摸索，发现空气侧线阀门开7%时，可以抬高联合烟道的烟气温度由100℃左右抬高到120℃左右，同时空气经预热器换热后进加热炉的温度为114℃左右，完全达到设计的出口温度110℃。

问题2的分析解决：车间认为加热炉炉膛负压和氧含量变化幅度大的问题，首先从仪表监测准确性及DCS数据采集的合理性分析入手，做出如下调整措施：①调节阻尼采集时间参数，改变炉膛负压参数采集时间，采集数据时间间隔由0.6秒/次调整为3秒/次；②与公司加热炉监测部门联系好，定期对三台加热炉的氧化锆进行效验，严格按照规程要求采用氮气效验零位，采用纯氧效验量程；③同时更新三台加热炉风道调节阀面板确保其灵活准确，以方便准确的调节加热炉氧含量。

问题3的分析解决：针对炉3炉出口温度变化大平稳率低的现状，分析需要解决的问题是当用炉出口温度控制瓦斯流量时，因炉3负荷小而瓦斯流量控制阀管径偏大，控制阀的一开一关，增加或减少的瓦斯量变化大，使得炉膛内释放的热量变化过快，造成炉出口温度控制不住，炉出口温度不稳定来回波动又导致瓦斯流量控制时时在调节（本装置炉出口温度和瓦斯流量为串级控制）。因此改变原有的炉3出口温度与瓦斯流量的串级调节控制，将炉3出口温度控制与炉膛温度控制进行串级控制，并将炉子进料流量添加到炉3瓦斯流量控制阀的输入变量中，且乘以系数来校整（该系数设定为可以调节的，依据平时生产经验暂时定位1，效果比较理想），这样就形成了炉膛温度、炉出口温度及炉子进料量三者同时调节瓦斯流量控制。炉出口和炉膛为串级，炉子进料量变化起前馈效应。通过以上的改变，当炉子进料量和炉出口温度变化时会及时的改变瓦斯流量的变化，来确保炉子出口温度的提前调节，大大提高了出口温度工艺指标的平稳率。

3 优化操作取得的效益

通过上述对本装置加热炉操作的优化，加热炉整体运行指标相比开工初期有明显提升。尤其是氧含量明显降低，由7～9下降到2～5之间，完全达到考核指标要求，由于氧含量控制较低炉子的过剩空气系数也有明显下降由1.57左右下降到1.2左右，达到指标要求以内。另外通过空气预热器的投用，烟气检测点由各台炉子对流室出口改到空气预热器联合烟道出口处，以此处参数为参考更合理的反应出加热炉系统整体运行的情况。通过对加热炉的优化操作，热效率得到进一步提升，且能够达到原设计值。而加热炉热效率提高后，势必降低瓦斯消耗，同时也降低了装置综合能耗，实现了挖潜增效的目地。加热炉优化操作所取得的效益计算：

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新上加热炉在使用过程中虽然存在的一些问题，但通过分析解决问题加热炉的使用对装置实现安稳生产，进一步提高装置的经济效益，必将产生现实的意义。