提高蒸汽过热炉热效率

提高蒸汽过热炉热效率

甘延军，杨玮，蒋万义，王英，鲁景春，周亚玲

（中国石油兰州石化公司合成橡胶厂 甘肃 兰州 730060）

摘要：苯乙烯装置由分子筛单元、脱氢单元和精馏单元三部分组成。其中脱氢单元是苯乙烯装置的核心，其反应是含有催化剂强吸热可逆的增分子反应，脱氢反应是在高温、低压下进行的。其反应所需热量由蒸汽过热炉提供，燃料有界外燃料气和脱氢反应产生的尾气（主要成分为氢气），故有效提高炉效是节能降耗的最直接途径。

关键词：蒸汽过热炉；热效率；节能降耗

1.影响蒸汽过热炉热效率的因素

1.1对流段介质温度高

小组人员在控制系统DCS上进行了检查确认，将运行趋势调出，同时对对流段温度做统计，如下所示，发现对流段介质温度在工艺指标150～180℃之间。但是排烟温度偏高，正常操作下排烟温度在170-178℃之间，加热炉热效率低。故：对流段介质温度高是要因。

1.2加热炉炉壁保温效果差

小组成员对3月1日至14日蒸汽流量、压力及排烟温度进行了统计：

表1加热炉炉壁温度统计表

如上表所示，加热炉炉壁温度平均值为A室105℃，B室平均温度为95℃，加热炉炉壁温度超出工艺要求指标，炉壁温度偏高，加热炉热值利用率低，加热炉热效率低，造成能耗上升，加热炉炉壁保温效果差是要因。

2. 对策及措施

2.1对流段介质温度

（1）针对加热炉对流段介质温度高的问题，小组人员对现场对流段流程进行检查确认。利用装置停车检修的机会，对BA-301蒸汽过热炉对流室上部1层炉管及7层翅片管，共计48根炉管进行更换，更换时发现，第1--4层翅片管翅片烧损严重，第5--7层翅片管翅片翅片刚度较差，予以更换；第8层以下翅片管烟道温度较低，翅片检查完好，继续使用，建议每次停车检修期间对对流室翅片管完好情况进行检查，以便针对性的制订对流室检修策略，提高对流段运行效率。同时对BA-301蒸汽过热炉对流室顶板变形严重，予以更换，对保温模块予以更换。

实施效果：通过对加热炉对流段翅片管进行更新更换，对蒸汽过热炉对流室顶板进行更换，降低了加热炉烟气温度，解决了蒸汽过热炉对流段介质温度高的问题，加热炉热效率达到目标值。

（2）制定蒸汽过热炉吹灰计划，每月对加热炉对流段进行吹灰作业，通入中压蒸汽，控制中压蒸汽通入流量，对蒸汽过热炉对流段翅片管进行吹灰，提高蒸汽过热炉对流段翅片管的换热效果，降低蒸汽过热炉对流段的介质温度，降低蒸汽过热炉排烟温度，提高蒸汽过热炉炉热效率。

实施效果：通过定期对蒸汽过热炉对流段进行吹灰操作，蒸汽过热炉对流段翅片管换热效果良好，对流介质温度控制在155-165℃之间，蒸汽过热炉热效率达到指标。

2.2加热炉炉壁保温效果差

小组成员针对蒸汽过热炉保温效果差的问题，小组成员通过在装置检修时期对蒸汽过热炉炉壁保温层进行检查，发现蒸汽过热炉炉壁保温层破损严重，对蒸汽过热炉炉壁保温进行更换，同时对炉顶保温层进行修复。蒸汽过热炉保温层修复完成之后对炉壁温度进行测温检查，小组成员收集了炉壁测温数据，

表2  蒸汽过热炉炉壁温度统计表

    从上表可以看出，蒸汽过热炉炉壁温度低于85℃。达到蒸汽过热炉炉壁温度控制要求，温度控制稳定，加热炉热效率达到指标值。

实施效果：检修阶段对蒸汽过热炉炉壁保温恢复完成之后，加热炉热效率检测达到。

3效果检查

3.1目标实现情况

  采取上述措施后，小组成员利用蒸汽过热炉热效率计算公式进行了计算并进行了统计，计算式为：

2021年9月至12月蒸汽过热炉热效率进行了统计，具体数据如下：

              表3  蒸汽过热炉热效率统计表   单位：%

根据数据可以看出，经采取措施后，9月至12月蒸汽过热炉热效率平均值为91.5%，高于91.4%的目标值。

3.2.经济效益

通过QC活动实现了提高蒸汽过热炉热效率的目标。

工艺所需热量为5.75*106kcal/h,则活动后节省的燃料计算过程如下：节能量计算过程：Q=5.75*106kcal/h/89.59%-5.75*106kcal/h/90.51%=0.07*106 kcal/h；

节省燃料气量：F=Q/7883.7=8.88Nm3/h；通过QC小组的努力，自措施实施后四个月来共节省燃料气30*24*8.88=6393.6 Nm3，如燃料气按1.32元/Nm3计，共节省燃料费:6393.6*1.32=8440元。这样计算每年可节省燃料费25320元。

4.巩固措施

为进一步验证QC活动成果，小组又实施了一系列的巩固措施，具体如下：

1、严格按照蒸汽的压力与流量的最优参数进行操作；

2、加强气液分离罐及燃料气过热器的排液工作，确保气液分离效果；

3、冬季加强对燃料气伴热管线的巡检，确保伴热畅通、有效

4、借2021年进行工作循环分析的机会，将以上3条规定编入苯乙烯操作规程(Q/SY LS(CG)04-04-2021)中。

总结：提高了蒸汽过热率的热效率，减少了过热炉烟气的排放量，实现了节能、环保、降耗的目标。本装置蒸汽过热炉还存在其他问题，如炉膛漏风等，进一步解决过热炉存在问题，从而进一步提高蒸汽过热炉的热效率，将节能、环保、降耗的工作达到一个更高层次。