延遲焦化裝置加熱爐為管式加熱爐。為使裝置更合理地運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益，對裝置進(jìn)行局部改造升級，通過增加油相受熱面積、提高換熱系數(shù)、減少漏風(fēng)量、降低排煙溫度等改造措施，提高加熱爐的熱效率，達(dá)到了很好的節(jié)能降耗目的，節(jié)約成本，增加收益。
100萬噸/年延遲焦化裝置于2003年底開始建設(shè)，2004年11月建成投產(chǎn)。2010年4月經(jīng)過擴(kuò)能改造，處理量提高到120萬噸/年。裝置加熱爐為管式加熱爐，所用燃料為煉廠氣。加熱爐的改造設(shè)計方案就是在不對加熱爐設(shè)備本體進(jìn)行較大變動的前提下，通過改變輻射盤管和對流盤管的布置，盡最大可能提高加熱爐操作負(fù)荷，以滿足裝置大負(fù)荷生產(chǎn)操作的要求。同時針對加熱爐主煙道擋板卡死、爐膛外表散熱損失大、燃燒器火焰易舔爐管、爐膛漏風(fēng)等嚴(yán)重影響到焦化加熱爐熱效率的問題進(jìn)行改造，提高焦化加熱爐熱效率，深挖焦化裝置節(jié)能潛力。
一、加熱爐運(yùn)行問題及分析
由于加工負(fù)荷的提高，加熱爐處于操作負(fù)荷的上限，因而成為提高裝置處理能力的一個主要瓶徑。
1.對流段：原設(shè)計蒸汽段排管存在不合理之處，造成蒸汽負(fù)荷過大，工藝介質(zhì)負(fù)荷偏低;同時，管外積灰較多，熱阻大，影響換熱效果。輻射段：原設(shè)計遮蔽段計算熱負(fù)荷過大，導(dǎo)致輻射段熱負(fù)荷減小，造成輻射管設(shè)計平均熱強(qiáng)度較小。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為了使?fàn)t出口溫達(dá)到500℃，就必須將爐管實(shí)際熱負(fù)荷超過設(shè)計負(fù)荷，尤其是從下向上的第4～10根爐管表面熱強(qiáng)度非常高，造成爐管結(jié)焦速度較快、爐管外壁氧化爆皮嚴(yán)重，影響了裝置的長周期運(yùn)行。
2. 爐體散熱損失大、漏風(fēng)量大：對流室、輻射室外壁溫度較高，局部達(dá)到110℃;輻射室側(cè)墻共有80個看火門，散熱、漏風(fēng)量大;加熱爐主煙道密封擋板隨著溫度的變化，轉(zhuǎn)軸變形卡死，長期處于全開狀態(tài)，造成煙氣熱損失較大。
3.燃燒器存在安全隱患：燃燒器的結(jié)構(gòu)是，中心是1個長明燈噴嘴，兩側(cè)是對稱兩排主3個燃燒噴嘴，配風(fēng)來自于燃燒器底部。主燃燒器的配風(fēng)大時，容易造成火苗過高或自動抽滅，如果配風(fēng)小時，火苗發(fā)飄，容易舔爐管。燃燒過程中，兩側(cè)主燃燒噴嘴的燃料氣及底部配風(fēng)在長明燈所在的中心位置形成一個負(fù)壓區(qū)，長明燈經(jīng)常被抽滅。
4.低溫露點(diǎn)腐蝕加強(qiáng)：在過去幾年里，煉油廠中原油重質(zhì)化和處理深度增加，煉廠氣硫含量的和燃油自身消耗增加，導(dǎo)致煙氣中二氧化硫和三氧化硫含量不斷上升。煙氣含硫造成低溫狀態(tài)下露點(diǎn)腐蝕。
二、改造處理分析
1.流程變化：對流室過熱蒸汽管由4排改為2排，其中下部2排(共4根)更換為油管。輻射室頂部增加2根油管。通過減少蒸汽盤管數(shù)量，增加工藝介質(zhì)的加熱面積，降低了輻射爐管熱強(qiáng)度，在對加熱爐改動最少的條件下優(yōu)化了加熱爐的操作，在裝置運(yùn)行平穩(wěn)的情況下使加熱爐運(yùn)行周期延長。一方面降低蒸汽的過熱度，另一方面增加油的受熱面積，降低爐管表面熱強(qiáng)度。增加28臺聲波吹灰器，減少了煙氣粉塵沉積，提高換熱系數(shù)。換熱系數(shù)增大，加熱爐的熱效率提高。過熱蒸汽放空管線低點(diǎn)增加排水導(dǎo)淋，防止蒸汽帶水造成管線水擊，導(dǎo)致管線損壞，避免水蒸發(fā)吸收對流室的熱量，造成能量浪費(fèi)。
2.爐墻襯里更換：輻射室側(cè)墻上部、端墻及頂部全部更換為220mm厚的高鋁陶瓷纖維模塊復(fù)合襯里，側(cè)墻下部2500mm。高度背襯為隔熱耐火澆注料和陶瓷纖維板B-12，B-14，迎火面為高鋁耐火磚。輻射室襯里表面噴涂高溫輻射涂料。減少熱量損失，提高熱效率。看火門由72個減少至8個、人孔、防爆門更新。通過減少開孔面積，減少漏風(fēng)量，減小熱量損失。更換主煙道擋板，采用外部支撐軸承，電液閥形式的，不易卡澀。
3.燃燒器更換：由底燒改為側(cè)燒，位置沒變，通過爐墻反射熱量，但是燃燒器的火嘴頂部開孔朝向爐墻。防止火苗添爐管，防止?fàn)t管結(jié)焦。
4.更換空氣預(yù)熱器：通過材質(zhì)升級，提高設(shè)備抗腐蝕能力。定期對加熱爐煙氣露點(diǎn)腐蝕溫度進(jìn)行測定，選擇合適的排煙溫度，減少對預(yù)熱器造成的設(shè)備腐蝕。增加空氣換熱面積，提高加熱爐熱效率。
三、焦化加熱爐節(jié)能改造效果
結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際觀測，此次加熱爐改造后效果優(yōu)于改造前，熱效率從原來的90%提高至91%，主要取得了以下良好效果：
1.加熱爐對流室1.0Mpa過熱蒸汽溫度為330～350℃，較改造前有所降低。焦化加熱爐對流煙氣溫度為340～360℃，改造前對流室煙氣出口溫度達(dá)到400℃左右，有了明顯的下降。說明對流室取熱效果明顯改善。爐管表面及爐膛最高溫度的大幅降低，表明爐管的表面熱強(qiáng)度大幅下降，流程的調(diào)整使對流室、輻射室的熱負(fù)荷分布更加合理。吹灰器定期運(yùn)行，狀態(tài)良好。
2.對流室爐膛東西兩側(cè)管箱外壁最高溫度由改造前的110℃降至55℃，輻射室外壁溫度也由改造前的60～80℃降至40～50℃，表明更換輻射室新型襯里的保溫效果良好。新型主煙道擋板開關(guān)動作良好，未發(fā)生卡澀現(xiàn)象，降低了煙氣熱量損失。
3.新型燃燒器使用良好。
四、加熱爐改造后存在的問題
1.外排煙氣氧含量的采樣分析結(jié)果比在線分析儀儀表高2.5%以上，需要對儀表進(jìn)行校驗(yàn)，控制煙氣實(shí)際氧含量在2～4%的范圍內(nèi)。
2.加熱爐熱效率計算值低于設(shè)計值，主要原因在兩點(diǎn)：
2.1改造后空氣預(yù)熱器換熱效果沒有達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，排煙溫度較高。
2.2改造后焦化處理量沒有達(dá)到設(shè)計值130萬噸/年，自產(chǎn)蒸汽量也低于設(shè)計的8.4t/h，僅為2-4t/h，造成對流室熱效率降低，排煙溫度升高。
3.焦化加熱爐北路西側(cè)小煙道擋板卡瑟，無法正常投用自動調(diào)節(jié)。
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