一、 概況
二十一世紀是保護環境和節約能源的世紀,特別是在市場經濟體制下,國際上的原油供應越來越緊張,石油化工企業要提高自身的競爭力才能在市場競爭中立于不敗之地,首先取決于裝置的技術先進性,而對于我們這樣建于上世紀80年代初期的2#芳烴聯合裝置來說,要降低企業的生產成本,一是要加大技術改造的力度,使裝置的生產過程和裝置的設備具有先進性;二是基礎管理要跟上先進的設備;再是合理利用能源,節約能源,集思廣義,挖潛增效,是提高我們企業競爭力和降低裝置能源消耗的最有效的手段。
2#芳烴聯合裝置加氫單元加熱爐在整個單元的能源消耗中占據很大的比例,爐子的氧含量和排煙溫度對爐子的熱效率和裝置H耗高低起著決定性的因素。加氫單元在運的加熱爐共有5臺,分別是循環氫氣加熱方箱爐BA-101、BA-102和脫 戊烷塔再沸器加熱圓爐BA-103和分餾塔再沸器加熱圓爐BA-104以及航煤塔再沸器BA-105。
BA-101~BA-104自建成投產以來,雖然經過技術改造,取得了顯著的技術進步,但仍然存在著很多的問題。其加熱爐燃燒空氣并未采取任何預熱措施,直接進加熱爐進行燃燒。燃燒后的煙道氣經煙囪排向大氣。造成了排煙溫度高、S效低的缺陷,同時對環境造成了熱污染。
表1所示為當時各爐的排煙損失匯總表。
表1 改造前BA-101~BA-104各爐的排煙損失匯總表
項目 |
單位 |
BA-101 |
BA-102 |
BA-103 |
BA-104 |
排煙溫度 |
℃ |
319.5 |
318.3 |
321.4 |
292.97 |
排煙損失 |
% |
15.94 |
23.33 |
14.63 |
16.25 |
爐子效率 |
% |
81.15 |
73.91 |
82.6 |
81.04 |
平均排煙溫度 |
℃ |
313.0 | |||
平均排煙損失 |
% |
17.54 | |||
平均爐效率 |
% |
79.68 |
二、改造情況
對我們企業來說,在BA-101~BA-104加熱爐增設余熱回收系統,降低加熱爐的排煙溫度,提高加熱爐的熱效率具有現實意義。
2002年為了降低能耗,經過調研,加氫裂化裝置將BA-101~BA-104煙道氣余熱回收申報立項,經上級部門調研后,采用了熱管技術,并于2003年開始對項目進行實施。
熱管技術采用711研究所技術,設計的內容包括:
1. 余熱回m系統的有關設備、連接系統及平臺支架;
2. 余熱回收系統設備的安裝基礎;
3. 電氣線路;
4. 自控儀表。
2002年底開始動土施工,做基礎,并于2003年1月8日開始灌漿。基礎做好后,于大檢修之前(6月16日),部分設備、管道進行施工安裝。大檢修期間所有設備管道安裝完畢。煙道氣余熱回收系統最終在2003年10月投用。
在開車之前,由技改辦和裝置聯同711所一起對鼓、引風機進行了試運轉,并聯同儀表、電氣一起對10只開風門、6只氣動蝶閥的動作進行了調試。在O決了引風機超電流問題和快開風門、氣動蝶閥不動作、閥位不清的問題之后。又一起對聯鎖動作進行了確認,經過對聯鎖邏輯修正后,聯鎖試驗成功。
于是在10月9日正式投用煙道氣余熱回收系統。投用后,因為開車期間有一次停爐,該系統也曾停運一次,其后投運后一直運轉2今。
三、實施效果
1. 運轉情況評價:
從鼓、引風機和其他設備運轉情況看,至今運轉穩定,未發生過設備、儀表故障。從一次因停爐而停運的情況看,當一臺風機停運時,快開風門、6只氣動蝶閥聯鎖動作均正確到位,聯鎖動作與設計要求一致。
從空氣預熱器運轉情況看,空氣預熱溫度達由原來的20℃到143℃,煙氣排出溫度由原來的313℃下降到了141℃,均達到了比較理想的效果。
2. 數據比較
在空氣預熱器投用后,我們將爐子的動轉數據進行統計,列表并與空氣預熱器投用前數據進行比較。
表2 空氣預熱器投用前運轉數據(取自2002年4月19日)
位號 |
裝置負荷% |
爐管流量M3/H |
爐進口溫度℃ |
爐出口溫度℃ |
排煙溫度℃ |
燃料氣用量M3/H |
BA-101 |
100.8 |
111607 |
303 |
388.9 |
312.7 |
314.1 |
BA-102 |
80193 |
303 |
403.7 |
326.5 |
182.2 | |
BA-103 |
550.5 |
251 |
282.4 |
303.5 |
518.4 | |
BA-104 |
369.3 |
259.4 |
278.2 |
304.9 |
409 |
表3 空氣預熱器投用后運轉數據(取自2002年11月19日)
位號 |
裝置負荷% |
爐管流;M3/H |
爐進口溫度℃ |
爐出口溫度℃ |
排煙溫度℃ |
燃料氣用量M3/H |
BA-101 |
100.0 |
97175 |
299.4 |
366.5 |
308.3 |
221.4 |
BA-102 |
80655 |
299.4 |
363.9 |
305.4 |
136.3 | |
BA-103 |
657.3 |
259.8 |
287.4 |
285.8 |
490 | |
BA-104 |
265.1 |
248.8 |
266.7 |
275.9 |
299.3 |
表4 空氣預熱器投用前加熱爐測評數據(2003年8月)
加熱爐位號 |
過剩空氣 系數 |
排煙損失 % |
不完全燃 燒損失% |
散熱損失 % |
熱效率 % |
BA101 |
1.489 |
17.59 |
0.01 |
1.58 |
80.82 |
BA102 |
1.663 |
19.15 |
0.03 |
1.58 |
79.24 |
BA103 |
1.121 |
14.36 |
0.00 |
2.11 |
83.53 |
BA104 |
1.430 |
15.76 |
0.00 |
2.11 |
82.13 |
表5 空氣預熱器投用后加熱爐測評數據(2003年11月)
加熱爐位號 |
過剩空氣系數 |
排煙損失% |
不完全燃燒損失% |
散熱損失% |
實際熱效率% |
BA-101 |
2.687 |
11.39 |
0.017 |
2.5 |
86.09 |
BA-102 |
2.653 |
11.25 |
0.00 |
2.5 |
86.25 |
BA-103 |
1.565 |
15.54 |
0.00 |
2.5 |
90.83 |
BA-104 |
1.937 |
19.12 |
0.00 |
2.15 |
89.27 |
從以上表格中數據可以看出,熱管投用后,各爐的熱效率均明顯上升。在同樣負荷時,所消耗的燃料氣也明顯降低。
3. 產生的經濟效益
(原燃料氣用量M3/H—現燃料氣用量M3/H)×密度×燃料氣單價×8000小時
=(1423.7-1147)×1154×8000×1.25×10-3元
= 319.3萬元
四、小結
自進行了熱管改造后,爐子的熱效率得到了較大的提升。從熱管預熱系統投入運行以來的實際情況來看,改造后爐子的煙氣氧含量偏高。目前煙道擋板的開度和火嘴的風門開度都已經很小,問題是引風機的功率太大,致使送風量過大,使氧含量降不下來。為了解決這一問題,我們設想的解決方法是給引風機上變頻調速器,通過這一途徑降低引風機的電耗,并且既降低煙氣氧含量又提升爐子的熱效率。