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提高热油炉热效率的方法研究与应用

时间:2013-07-30来源:易品网 点击:

1热油炉系统运行状况
  中原油田天然气处理厂是一家以石油伴生气、稳定轻烃为原料的轻烃深加工企业,轻烃深加工装置为典型的连续精馏操作单元,导热油给热系统是精馏装置的基本组成部分,热油炉是轻烃深加工装置主要耗能设备,是燃气消耗的主要单元。
  热油炉建成投产于2001年,传热媒质为美孚603传热油。2011年10月,中原油田装备检测总站对两台在用热油炉进行节能检测,热效率分别为69.9%和71.4%,过剩空气系数分别为1.55和1.47,均未达到其设计(设计值:热效率80~85%;过剩空气系数1.2~1.4)要求。
  热油炉热效率远低于设计值,运行能耗偏高,是制约装置节能高效运行的瓶颈。因此,改善热油炉运行工况,提高热效率,是降低装置加工能耗、提高经济效益的关键所在。

2热油炉热效率影响因素分析
  2.1热油炉热效率影响因素理论分析(正平衡法)
  2.3导热油传热效果分析
  导热油高温运行中易发生氧化反应,引发导热油的劣化变质,在管道、设备内壁生成油泥和积炭,导致管道聚热,影响传热效率。导热油在管道的结垢减小了管路的流通面积,增大了输送能耗。此外,导热油产生油垢、焦垢可使管壁热阻增加,生产能耗增加,缩短设备使用寿命,垢层也使加热盘管内径变小,导热油流动压降增大,传热效率降低,严重影响热油炉安全运行。

3提高热油炉热效率的方法研究与应用
  3.1提高热油炉热效率的方法研究
  通过研究分析影响热油炉热效率的主要因素,提高热油炉热效率可以从改善热油炉运行工况,降低炉体散热损失;改善排烟状况,严格控制排烟温度,减少烟气量以及增加余热回收系统等。一般可采用的提高热油炉热效率主要方法如下:
  3.1.1加强热油炉管道及炉体保温层的修复与维护,可以明显降低热油炉系统散热损失。
  3.1.2优化调整燃烧器配风比,让燃料在炉膛内充分燃烧;确保燃料充分燃烧前提下,降低热油炉过剩空气系数,可以有效降低未完全燃烧热损失。
  3.1.3热油炉对流室与烟囱间装设空气预热器,可以显著降低排烟热损失(因现有装置受限,暂未考虑)。
  3.2提高热油炉热效率的方法应用
  3.2.1降低热油炉散热损失
  2012年9月,在对热油炉检查中发现:炉膛内部上层耐火材料大部分已脱落,上部角钢圈氧化,底部保护层存在不同程度损坏,金属托板已严重脱落损坏等问题,扁钢补焊修复炉体上部加强圈,加固炉内部钢结构,更换原有的保温材料托板,脱落位置处补填耐火保温材料等。
  3.2.2降低热油炉燃烧热损失
  通过调节热油炉燃料气压力来改变燃气进气量,调整燃气筒和稳焰盘间的相对位置及调节盘比例调节旋杆,使风门在接近全开的位置上得到稳定的火焰和最佳的燃烧效果。通过不断改善燃烧器控制设施的运行情况,合理优化调整配风比,实现燃料气在炉膛内充分燃烧,降低过剩空气系数,从而降低热油炉未完全燃烧热损失,提高热油炉热效率。
  3.2.3降低导热油热损失
  2012年9月,对在用导热油进行化验分析,结果表明其运动粘度有所增大,总酸值和残炭含量已接近临界值。综合厂家建议后,更换部分导热油,同时清洁热油炉加热盘管内部油垢,清洗热油系统过滤器,降低了热油炉加热盘管内导热油流动压降,提高了传热效果,减小了导热油的热损失。

4应用效果
  2012年10月,中原油田装备检测总站再次对两台热油炉进行节能检测,对比2011节能检测结果:两台热油炉热效率明显提高(分别从69.9%和71.4%提高至84.3%和84.5%);炉体外表面温度平均降低约3℃;过剩空气系数(分别从1.55和1.47降低到1.13和1.12),提高热油炉热效率的方法研究与应用成效显著。
  2012年11~12月,通过对热油炉运行情况进行连续监测,排烟温度明显降低,从275℃左右降低至235℃左右;同期,热油炉日均燃气消耗量也减少约920Nm3,按照年开机时间300天,天然气2.4元/m3计算,年节约燃气消耗费用约66万元。

5结束语
  通过研究提高热油炉热效率的影响因素,探索出提高热油炉热效率需要降低热油炉的散热损失、烟气离开热油炉时带走的热量及燃料消耗量。中原油田天然气处理厂通过采取了降低热油炉散热损失、降低未完全燃烧热损失、降低导热油热损失等提高热油炉热效率的措施后,热油炉热效率显著提高,节能经济效益显著。开展提高热油炉热效率的方法研究与应用,不仅改善了热油炉运行工况,提高了热效率,还可为国内同类型石油化工企业得到有益的启发,具有比较广阔地应用前景。

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