航煤加氢装置空气预热器运行优化
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航煤加氢装置空气预热器运行优化
摘要:2021年,随着我国经济稳步回升,航空煤油市场需求也在不断增长[1]。煤油加氢技术是生产清洁航煤的关键工艺,占据煤油加氢的主流[2]。其中
加热炉是加氢装置的关键设备,也是能耗的主要来源,因此,优化加热炉运行操作,提高加热炉热效率,以达到节约燃料气降低能耗的目的,是目前炼厂争取效
益的有利途径。近期济南炼化航煤加氢装置分馏塔重沸炉投用了空气预热器,并
进行了优化分析,数据表明空气预热器的投用大大降低了燃料气消耗,加热炉排
烟温度也大幅降低,热效率平均在90%以上[3],取得了较为理想的节能降耗效果。
关键词:航煤;加热炉;空气预热器;热效率;排烟温度;节能
1.引言
近期济南炼化航煤加氢装置分馏塔重沸炉投用了空气预热器,并进行了优化
分析,数据表明空气预热器的投用大大降低了燃料气消耗,加热炉排烟温度也大
幅降低,热效率平均在90%以上,达到了较为理想的节能降耗效果。
2.空气预热器工作原理
表1空气预热器技术参数表
表2.鼓、引风机参数
加热炉F-301、F-302、F-102三炉公用一套空气余热回收系统,三炉烟气通过现有联合烟道进入空气预热器,与空气换热后通过冷烟道进入加热炉F-301烟囱排大气;被加热空气通过主风道进入加热炉F-302炉底,加热炉F-301底部通风为自然通风。
本空气余热回收系统包括空气预热器、鼓风机、引风机,新建吸风口、主风道、炉底风道、风道旁路、冷烟道、热烟道及支烟道。
3.投用过程
2020年6月3日10:30,启鼓风机向F-302环形风道并风。10:45,鼓风机变频提至30%,空气预热器出口空气压力达到280Pa,关闭环形风道快开风门XSV335,XSV336;11:25,现场启引风机,将F-302烟气引入空气预热器,逐步关小F-302烟道挡板HC315并提高引风机变频,直至F-302烟气全部并入空气预热器。
整个过程F-302保持平稳操作,炉膛负压及氧含量均未产生大的波动。分馏塔底温度保持稳定,未对产品质量造成影响。6月3日15:00,F-301部分烟气并入空气预热器,原烟道挡板HC311及HC312关至30%,烟道出口温度继续上升至100℃,保持温度稳定进行烟道衬里脱水。6月5日13:00,F-301烟气全部并入空气预热器。
4.空气预热器温度
图1空气预热器相关操作参数变化
空气预热器操作稳定后(投用3天),空气入预热器烟气出口温度降至190℃,排烟温度降至160℃,空气出口温度达到245℃,空气出口温度基本达到
设计值。
5.燃料气消耗
图2重沸炉瓦斯消耗量随时间变化趋势
从上图可以看出,投用空气预热器之前,重沸炉瓦斯消耗在240 Nm3/h左右,6月3日10:00投用空气预热器后,瓦斯流量逐渐降低至210 Nm3/h,节约瓦斯
量约30 kg/h(见图1),月降低瓦斯消耗36吨,节能增效5.36万元左右。可
以看出,空气预热器投用之后,进入加热炉的空气可吸收较多的烟气热量,从而
降低瓦斯消耗。
上图表明,烟道衬里在升温脱水期间对加热炉燃烧及瓦斯消耗有一定影响,
虽然在投用前已提前引入热烟气进行高温脱水,但是衬里还是含有一定量存水。
以后将积累经验,在烘衬里时一定要彻底缓慢,保证脱水干净,以防存水进入加
热炉炉膛,影响燃烧。
6.排烟温度
图3重沸炉排烟温度随时间变化趋势
加热炉热损失的主要部分是排烟,因此降低排烟温度是最为直接有效的措施,一般情况下排烟温度每降低10℃,加热炉热损失减少0.5%~0.8%
从上图可以看出,投用空气预热器之前,烟囱排烟温度在450℃左右,投用
空气预热器后,排烟温度降低至166℃左右,降低了284℃。表明鼓风机出口冷
空气将高温烟气中的绝大部分热量都已经回收回来,预热效果比较显著。
7.结语
空气预热器可有效降低加热炉排烟温度,回收高温烟气热量,优化加热炉运
行操作,提高热效率,以达到节约燃料气降低能耗的目的。数据表明空气预热器
的投用大大降低了燃料气消耗,加热炉排烟温度也大幅降低,热效率平均在90%
以上,取得了较为理想的节能降耗效果。
参考文献
[1]孔劲媛, 齐超, 罗艳托,等. 2021年国内成品油市场分析预测.
[2]王利, 屈清洲, 张雄福. 航煤生产精制技术进展及前景[J]. 现代化工, 2006(02):14-17.
[3]张绍良, 孙文山, 魏学军. 石油化工管式加热炉经济排烟温度探讨.