实现裂解炉长周期高效运行的措施

摘 要：裂解炉设备在实际运行过程中经常会出现一些故障问题，由于该类型设备的内部结构过于复杂，因此一旦设备出现故障，工作人员对其进行故障检修作业会耗费大量的时间。针对这种情况，工作人员制定了很多设备优化方案来有效地实现裂解炉设备的长周期高效稳定的运行，希望笔者针对这些优化方案所提出的一些浅薄的意见和建议可以对从事乙烯裂解工作的相关人员提供一些新的思考方向。

关键词：裂解炉；长周期高效运行；措施分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.092

0 引言

裂解炉设备在国内很多工业生产企业内都有着非常广泛的应用，并且在实际应用中也取得了不错的成效。为了可以进一步提高裂解炉设备的生产运行效率，工作人员采取了很多的优化措施，如定期排查、水质管理、特护管理、提高热效率、控制运行负荷、优化烧焦周期、引进先进技术等等，这些优化措施也是笔者将要与大家进行分享和探究的主要内容。

1 裂解炉概述

裂解炉设备主要是用来对烃类物质进行裂解反应，该设备是乙烯裂解装置中非常重要的机械设备。由于裂解炉设备所输送的集中具有易泄露、高温、易燃、易堵塞、高压、易爆炸等特征，因此保障该设备长期高效稳定运行也是工作人员的重要工作任务。目前市场上比较常见的裂解炉有SRT裂解爐、KTI GK裂解炉、Pyrocrack裂解炉、CBL裂解炉、USC裂解炉、毫秒裂解炉等几种不同类型的裂解炉，工作人员可以结合乙烯生产作业的具体要求选择最合适的裂解炉，以求能够长期高效地维持生产作业的正常运行[1]。

2 高效运行措施分析

2.1 定期排查

（1）弹簧支架。为了确保裂解炉能够长期处于正常运行的状态，工作人员应当定期对裂解炉设备中的弹簧支架结构进行排查，具体排查流程如下：先对裂解炉设备中的限位块进行拆除，然后再检查指示标是否存在卡阻现象，最后对弹簧支架的位移量进行测量，判断其是否能够达到设计要求，若工作人员在对弹簧支架排查的任何环节出现异常都应该及时地对其进行处理，避免因弹簧支架局部异常问题而导致裂解炉的运行出现故障问题。

（2）耐火衬里。裂解炉设备的炉体外壁温度过高也会导致裂解炉发生运行故障，超温现象主要体现在裂解炉的检修门、膨胀缝、看火孔、炉管出口等位置，造成这些局部超温现象的主要原因是裂解炉设备内壁的衬里材料存在质量问题或者规格不合理等等。为了尽可能地减少裂解炉设备在实际应用中因局部超温而引发耐火衬里材料老化、变形等情况的发生，工作人员需要定期使用红外设备对裂解炉设备进行全面的检测，并且将检测结果进行总结和分析，从而进一步提高裂解炉运行的高效性和稳定性。

（3）燃烧状态。工作人员还需要每天对裂解炉烧嘴位置处的燃烧状况进行检查，若发现裂该位置处出现火焰偏黄色、产生黑烟、刚度不足等问题时，则说明裂解炉设备的生产运行已经出现了故障问题。针对此情况，工作人员应当在第一时间内对裂解炉展开系统性的排查工作。具体如下：第一，对裂解炉设备内部的燃料系统进行检查，判断燃料系统中是否存在带液现象；第二，对裂解炉设备的风门开度进行排查，找出风门是否存在卡涩问题；第三，对烧嘴孔内进行细致地排查，判断其内部是否出现堵塞、烧损等问题[2]；第四，定期对燃料气管道进行质量检查，确保燃料气管道在实际使用过程中能够体现出良好的畅通性；第五，定期对裂解炉设备中入口处和出口处的温度进行记录，将其控制在合理的温度范围以内。

2.2 水质管理

水质管理工作也是维持裂解炉设备可以长期处于高效运行状态的重要措施之一，工作人员需要每天对裂解炉设备中的热锅炉进行一次排污处理，将热锅炉废水中的杂质进行清理，对水质进行更换，确保炉内水质的PH值、钠离子含量、磷酸根离子含量都能够达到设计标准，通过这种方式可以有效地提高热锅炉自身的换热效果，提高裂解炉设备的运行效率。

2.3 特护管理

从字面上来看，特护管理主要是企业建立独立的特护团队用于加强对裂解炉设备日常运行的管理力度，特护管理人员的主要工作内容便是每天对裂解炉设备生产作业进行巡检，对工作人员的生产行为进行规范化，对生产作业的相关数据信息进行及时地记录和总结，以此来进一步减少裂解炉设备在生产运行过程中的故障问题。

2.4 提高热效率

（1）降低排烟温度。从技术的层面上来说，裂解炉设备排烟温度越低，则裂解炉设备的生产效率就越高。因此工作人员常常会对裂解炉设备中的排烟温度进行控制，由于漏点温度的高低是由裂解炉设备中燃气材料中的含硫量所决定的，为了可以更好地减少烟气腐蚀等情况的发生。工作人员需要将排烟温度控制在漏点问题以上，这样不仅可以减少烟气漏点腐蚀，还可以显著提高裂解炉设备的换热效率。

（2）控制空气系数。合理地控制空气系数也可以有效地提高裂解炉设备的生产效率，根据相关试验数据我们可以得知，当裂解炉设备烧嘴内部所含有的空气量为10%时，适当地增加空气量可以提高燃料气材料的燃烧效率，但同时也还会在一定程度上提升排烟温度，从而间接性地导致热量损失。综合计算可得，烧嘴内空气量每提升1%，则裂解炉设备的热效率变化降低0.2%。因此工作人员需要结合裂解炉设备的实际生产运行情况将空气系数控制在合理的范围之内，以求能够提高裂解炉设备生产作业的高效性。具体要点如下：第一，对于裂解炉设备中拱顶位置处，工作人员可以将空气中的含氧量控制在2%-3%范围内，而对于一些具有良好密封性能的炉体，工作人员可以将器内部的空气含氧量控制在1%-2%范围内；第二，尽可能地提高裂解炉设备自身的密封性能，减少热量损失；第三，将裂解炉设备在运行时所承受的炉体压力控制在合理的范围之内，以-20Pa—-50Pa范围内为最佳[3]。

（3）减少散热损失。裂解炉设备内的耐火衬里所体现出的隔热效果直接影响着炉体内的热量损失，因此工作人员可以通过以下措施来有效地降低炉体的热量损失情况：第一，选择具有良好耐火性能的衬里材料，裂解炉设备的外壁温度一般需要控制在82℃以下。目前市场上比较常见的保温材料有派罗块等等，工作人员可以结合裂解炉设备生产作业的具体要求选择最佳的保温材料，将炉体内的散热损失控制在总热量的2%-4%，以求能够实现该设备的长期高效运行；第二，加强对裂解炉设备耐热衬里的质量控制，严格按照设计图纸中所规定的要求和标准来完成耐热衬里的制作工序，从而有效地减少因耐热衬里质量问题而引发的裂解炉设备运行故障。

2.5 控制运行负荷

在裂解炉设备处于正常运行的状态时，常常会出现运行负荷不稳定的现象，这种情况的普遍发生会造成裂解炉设备的热效率显著降低。根据裂解炉设备运行经验我们可以判断出运行负荷过高或者过低都会对裂解炉设备的生产效率产生负面影响，因此工作人员需要严格地将运行负荷控制在设计标准中所规定的运行负荷范围之内，以此来维持该设备的长期稳定运行。

2.6 优化烧焦周期

由于裂解炉设备的正常运行通常会伴随着高温现象，而生产原材料在高温条件下会出现断裂现象，生成自由基，长此以往裂解炉设备炉体内壁便会逐渐形成结焦现象。随着结焦现象的产生，炉内的热阻值会随之增大，而热效率则会相应减小，裂解炉设备运行所需要的燃料气材料的用量也会逐渐增加，大量的燃料气裂解后又会进一步加快炉体内结焦的速度，从而形成一种恶性循环。针对这种情况，工作人员应当根据裂解炉设备的生产要求设定合理的结焦周期设计值，当裂解炉设备炉体内部的结焦程度超过该设计值时，工作人员便需要及时地对裂解炉设备进行停止运行，然后对该设备进行烧焦处理。通过这种方式来有效地减少炉体内发生结焦堵塞故障问题的概率，提高裂解炉设备的热效率[4]。

2.7 引进先进技术

炉管加热技术主要是指工作人员在裂解炉设备的炉管内安装一些不同形状的传热片，其主要目的是为了增加裂解炉设备内部的换热面积、改变裂解炉设备内介质的流态，同时还可以在一定程度上抑制裂解炉设备内结焦的效率，降低炉管内壁的温度，延长裂解炉设备的运行周期，大幅度减少燃料气材料的消耗量，有利于提高企业的经济效益。

3 結束语

虽然裂解炉设备就目前而言还存在着一些缺陷问题有待进一步改善，但是其在乙烯裂解工业生产领域中所起到的关键性作用也是我们所不可否认的。随着国内科学技术的迅猛发展，笔者相信裂解炉设备一定会在未来几年内取得巨大的性能突破，从而为国内工业生产领域创造出更大的价值，推动工业生产行业的未来成长和进步，这也是我们所期望看到的结果。

参考文献：

[1]娄占峰，钟国财.裂解炉长周期运行的影响因素及优化措施[J].石油和化工设备，2014，17（09）：149-150.

[2]朱俊桦，曾淼洋，邵杰锋等.乙烯装置裂解气压缩系统长周期运行存在的问题[J].石油石化绿色低碳，2018，3（04）：136-142.

[3]柳华盛.裂解炉长周期运行的探索与研究[J].山东工业技术，2018

（07）：137-138.

[4]杨贵君.乙烯裂解装置达标运行分析[J].炼油与化工，2016，27

（06）：120-122.

作者简介：龚玫（1966-），女，江苏苏州人，大专，助理经济师，主要从事保温耐火材料计划采购工作。