加热炉配风优化调试

杨健 贾中辉（中国石油大港石化公司）

加热炉配风优化调试

杨健 贾中辉（中国石油大港石化公司）

针对加热炉原有燃烧控制方案存在问题，依据加热炉理论配风量进行优化调试，保持加热炉各火嘴在接近理论配风量下安全燃烧，从而改善了加热炉的燃烧效果。实际优化调试表明，可以提高加热炉效率0.34%，降低氮氧化合物排放44.22%，同时一定程度上降低电耗，在节能、减排方面均具有较好效果，为企业带来了良好的经济效益及环境效益。

理论配风；热效率；氮氧化合物；调试

引言

在炼油企业中，加热炉是重要的耗能设备，也是氮氧化物等污染物排放的主要设备。随着国家对节能减排工作力度的逐步加大，企业在节能减排方面面临的压力也越来越大。因此，对加热炉等主要耗能和污染物排放设备的节能减排工作也越来越重视[1]。

在提高加热炉热效率、降低氮氧化合物排放方面，国内进行了多项研究和探索。例如采用高效、低过剩空气系数、低NOX、低噪声的燃烧器，降低过剩空气系数，减少NOX排放；通过对燃料进行脱硫处理，便于降低排烟温度；采用轻质浇注料和致密陶纤辐射室衬里以及衬里表面喷涂节能涂料的方法，降低炉体表面散热损失；通过更换看门孔、防爆门，对流箱采用全封密结构，减少炉体漏风量，这些措施使加热炉的热效率得到很大提升。

目前，国内加热炉排烟中的氧含量多数控制在2%～5%之间，空气处于较大量过剩状态。如何通过降低过剩空气量，使加热炉达到最佳燃烧状态，在提高热效率同时可以减少CO2和NOX的排放是未来研究的主要方向。根据加热炉理论配比燃烧技术对常压炉、加氢裂化反应炉、连续重整四合一炉、汽柴油加氢加热炉进行调整，为下一步节能降耗以及检修改造提供技术支撑。

1 目前加热炉排放存在的问题

根据国家最新发布的排放标准，2017年7月1日之前NOX排放限值需降至100 mg/m3以下，目前公司共有常压炉等15套加热炉，其燃烧过程控制全部采用氧含量控制技术，氧含量控制在2%～5%之间，但存在部分加热炉效率偏低、NOX排放值在100 mg/m3以上情况，具体数据见表1。

2 加热炉原有控制方案

常压炉的设计热负荷为47 MW，燃料按30%的燃料油掺混70%的燃料气时，设计热效率为91.2%，实际生产中除冬季个别时段外燃料均为100%燃料气。每台燃烧器上均设有手动调风挡板，使每台燃烧器的供风量相匹配；根据辐射顶烟气氧含量，调节风机进口蝶阀，控制供风量；根据辐射顶烟气负压值调节烟道挡板开度；在炉底风道上设置了气动快开风门，当鼓风机出现故障时，气动快开风门自动打开，使燃烧器由强制通风转换为自然通风，同时打开烟囱密封挡板，维持加热炉正常操作。

3 技术原理

将烟气中的CO控制在微量水平，实现燃料和空气的理论配比，使燃烧处于不完全燃烧和完全燃烧的临界状态。加热炉在接近理论配风量的燃烧状态下，从源头上节省燃料，在降低过剩空气量和提高热效率方面效果明显，同时可以减少二氧化碳和氮氧化物的排放。

在燃烧过程中，加热炉烟气中的O2与CO含量有一定关系，CO/O2/NOX关系如图1所示：

表1 加热炉数据

表2 加热炉调试数据

图1 CO/O2/NOX关系

4 调试方案与实施效果

1）常压炉氧含量由2.3%降至2%，调整炉膛负压等参数，稳定2 h，联系分析中心在线监测氧含量、氮氧化合物、一氧化碳后继续下调氧含量。

2）按照0.2%的幅度下调氧含量，每降低0.2%，调整炉膛负压等参数，稳定2 h，联系分析中心在线监测氧含量、氮氧化合物、一氧化碳后继续下调氧含量。

3）氧含量降至0.8%（目标降至0.5%）后，每降低0.1%，调整炉膛负压等参数，稳定2 h，联系分析中心在线监测后氧含量、氮氧化合物、一氧化碳继续下调氧含量。

5～8天对常压炉进行调试，具体数据见表2。从表2可以看出氧含量降低至0.55%后加热炉效率提高0.34%，NOx含量下降至39 mg/m3，同时在现场未调整情况下加热炉燃烧基本无变化。此外鼓风机和引风机变频开度分别下降7%、3%，一定程度上降低了装置电耗。

5 结论

对加热炉进行优化调试，保持各火嘴在接近理论配风量下安全燃烧，可以实现加热炉的精细化操作，加热炉效率提高0.34%，氮氧化合物排放降低44.22%，同时一定程度上降低了电耗，在节能减排方面具有较好效果，为企业带来了良好的经济效益及环境效益。

[1]杜鹏.加热炉低氧燃烧控制技术的应用[J].石油石化节能与减排，2015，5（2）：41.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.02.015

2016-11-28

（编辑 李珊梅）

杨健，高级工程师，1986年毕业于华南工学院（橡胶制品专业），现从事炼油管理工作，E-mail：ahui.163@163.com，地址：天津市大港油田花园路东大港石化公司技术处，300280。