裂解炉热效率降低原因及处理措施

裂解炉热效率降低原因及处理措施

王冬伟 ,孙新民

大庆石化公司化工一厂    黑龙江省大庆市163714

摘要：裂解炉是石化企业乙烯装置中的高耗能设备。采取有效措施提高裂解炉热效率是提高整个乙烯生产装置运行效率的关键。在乙烯装置的实际生产运行过程中，由于生产过程中各种因素的影响，裂解炉的热效率不是很高。因此，加强对影响裂解炉热效率因素的分析并采取改进措施具有重要意义。

关键词：热效率；裂解炉；乙烯；热量

引言

在石化企业中，裂解炉是乙烯裂解装置的重要组成部分。乙烯裂解装置的整体运行效率直接取决于裂解炉的热效率。本文主要分析了影响乙烯装置裂解炉热效率的因素，提出了提高裂解炉热效率的改进措施，以促进乙烯装置裂解炉热效率的提高，实现石化生产装置的节能减排。

1、 乙烯装置裂解炉热效率低的影响因素分析

（1） 裂解炉设备热效率低

1） 喷嘴堵塞。裂解炉长期运行期间，喷嘴可能堵塞。喷嘴一旦堵塞，将影响裂解炉内的热分布不均匀，从而影响裂解炉的整体热效率。

2） 裂解炉上进出炉的对流段模块安装和密封不严。为了防止对流段的热量损失，有必要有效防止外部冷空气的进入，进出炉膛的对流段模块应密封。如果对流段模块的密封性不好，在对流段积灰严重的情况下，很容易导致二次燃烧，这不仅会导致热量损失，还可能导致对流段炉管损坏。

3） 裂解炉炉衬安装不到位或材料老化。炉墙的散热主要包括两个方面：辐射室炉墙的散热和对流室炉墙的散热。为了有效减少热损失，在炉壁上涂一层隔热材料。完整的炉墙保温内衬可以有效阻挡热量的反射，从而减少通过炉墙钢结构的传热损失，达到保温效果。如果裂解炉炉衬的保温材料安装不到位，将严重影响裂解炉的热效率。随着裂解炉生产运行周期的增加，炉内炉衬的保温材料会损坏或老化，导致炉内大量热损失，热效率降低。

（2） 裂解炉排烟温度对热效率的影响分析

裂解炉的废气温度对裂解炉的热效率有很大影响，特别是在管式裂解炉中，废气温度引起的热损失越大，裂解炉的热效率越低。裂解炉排气温度高主要受以下两个因素影响。

1） 裂解炉原料结构发生变化。在石化乙烯装置的生产过程中，对乙烯装置裂解炉所用原料的比例有一定的要求。如果轻原料比例过高，裂解温度会升高，这将提高裂解炉的废气温度，增加损耗，降低裂解炉的热效率。

2） 裂解炉对流段积灰。在乙烯裂解炉的生产装置中，对流段通常配备中压吹灰系统，以消除积灰。然而，在长期生产和使用过程中，对流段会有积灰。此外，如果不能进行在线清洁和维护，积灰将变得越来越严重。当积灰厚度达到一定程度时，将影响吹灰系统的正常运行，甚至导致生产故障，这将提高裂解炉的废气温度，造成大量的热损失，使裂解炉的热效率低。

（3）裂解炉烟气的氧含量对热效率的影响分析

裂解炉烟气的氧含量偏高是导致裂解炉热效率低的一个重要原因。在正常的生产状态下，在同等排烟温度下，过剩空气系数越高相应的热效率就会越低，也就是说烟气热会随着过剩空气系数的升高而增加。而导致裂解炉烟气含氧量偏高的原因主要有以下三方面。

1）裂解炉对流段密封不好存在漏风现象。裂解炉对流段密封不好存在漏风，就会使得烟气中的含氧量增加，从而导致降低了裂解炉的热效率。

2）裂解炉原燃烧器烧嘴设计不够科学合理。燃烧器烧嘴孔径偏小、位置高度不合适等都会影响燃料气的线路和反射速度，从而导致火焰添炉等情况的发生，而为了避免这种现象，装置操作人员只能加大风门开度，进而增加炉膛内的含氧量，因而导致裂解炉热效率低。

3）裂解炉风门系统调节控制不精确。风门系统调节的精确度非常关键，因为通过控制风门开度的大小，可以对裂解炉的火焰燃烧状况进行调节。但是由于有些裂解炉装置的风门系统采用的是人工操作，缺乏统一的火焰调节标准，增加了操作難度，使得风门调节弹性大，火焰燃烧状况不稳定，从而增加氧含量，降低了裂解炉的热效率。

二、裂解炉热效率的提高措施

（1）采用空气预热技术

在裂解炉运行过程中，燃料的燃烧会提高空气的温度，采用空气预热技术可以有效的改善炉膛内的燃烧条件，加快燃烧反应速度，提高燃料燃烧的效率，从而降低过剩空气系数，降低烟气中的氧含量和排烟温度，从而提高裂解炉的热效率。

（2）改进裂解炉漏风点

要对乙烯装置裂解炉漏风处进行科学的改进。裂解炉中的底部点火孔、关火孔等属于漏风处，可以采取合理的改进措施以减少漏风，避免热量损失。比如，为避免关火孔在长期的使用中变形而出现缝隙，可在盖板处采用模块化保温，同时增加保温垫，以提高裂解炉炉体的密封性，在点火孔处设计旋片式风门，减少漏风造成的热量损失，提高裂解炉热效率。

（3）降低裂解炉炉墙的热量损失

为了有效地提高裂解炉的热效率，减少炉墙的热量损失是一个非常重要的指标。要加强裂解炉装置的日常检查与维护，定期检查炉墙内衬里保温材料的完好情况，对于衬里保温材料损坏严重的情况，要及时进行更换。

（4）加强日常管理与维护

首先，应当严格根据裂解炉的各项指标进行日常操作，避免裂解炉设备超负荷运转；其次，要加强炉膛负压、燃料气压力、以及火嘴等影响因素的控制，一旦发现异常现象就要采取措施进行优化或整改，以确保裂解炉装置处于平稳的运行状态。此外，要加强作业过程的监督，确保操作人员对裂解炉装置操作、检修的规范性，以及对存在的问题能够得到切实有效的落实，确保安装工程质量，减少炉膛内的热量损失，提高裂解炉热效率。

（5）强化裂解炉火焰管理，有效降低排烟温度

为了达到优化裂解炉火焰的目的，提高裂解炉风门调节的精确度，可以对裂解炉火焰采用二次调节的方式进行优化。首先，根据裂解炉常用的投油负荷对调节标准进行大概的制定，然后在每次裂解炉负荷调整后根据制定的调节标准对火焰进行初调，将裂解炉火焰限制在一个较优的范围内，之后再根据现场火焰的实际情况对风门进行精细调节。鉴于燃料中的硫含量已得到很好控制，对流段已不会发生露点腐蚀现象，因此可通过适当的降低原料的预热温度，来增加原料与对流段烟气的温度，进而降低排烟温度。另外也可以采取在对流段增加吹灰器的方法，通过利用蒸汽吹灰、声波吹灰及化学吹灰、清洗等方法进行在线吹灰，使排烟温度降低。

结束语

裂解炉是乙烯装置中的重要的龙头装置，提高裂解炉热效率能够有效地提高乙烯生产装置整体运行效益。鉴于影响裂解炉热效率的因素诸多，在裂解炉装置实际生产操作与管理过程中，应针对各种影响因素进行分析和研究，科学合理地采取相应的改进措施，更为合理的控制裂解炉生产运行过程中的各种热量损失，以切实提高裂解炉的热效率。

参考文献：

[1]胡天生.提高裂解炉热效率的措施[J].乙烯工业，2010（01）.

[2]张向民.影响裂解炉热效率的因素分析及优化措施[J].广东化工，2012（11）.

[3]赵锟，任耀杰.影响裂解炉热效率的原因分析与对策[J].乙烯工业，2010（02）.

作者简介：王冬伟,男，1973年1月3日 汉族 黑龙江省大庆市在大庆石化公司化工一厂裂解车间从事班长工作 联系地址：大庆石化公司化工一厂裂解车间 邮编：163714

作者简介：孙新民,男，1963年9月27日 汉族 黑龙江省大庆市在大庆石化公司化工一厂裂解车间从事主操作工作 联系地址：大庆石化公司化工一厂裂解车间 邮编：163714