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1、1天津分公司化工部加热炉节能改造标定总结（仅供参考）2008 年经中国石化股份公司化工事业部批准了对天津分公司化工部的 11 台加热炉的节能改造计划，改造后要求大芳烃 F401、F501 和 F701 炉热效率由 87%提高到 92%以上，F201F204 炉热效率由 87%提高到 90.5%以上；小芳烃 H401、H501 和 H701 炉热效率由 87%提高到 92%以上；PTA 装置 PF601 炉热效率由 87%提高到 92%以上。2008 年 9 月10 月对 11 台加热炉进行了技术改造，期间委托中石化加热炉测评中心长岭站对 11 台加热炉进行了改造前后的测试标定，现将改造后的测试
2、情况和节能技术应用效果作一介绍。一、热效率改造后的测试情况汇总见表 1（其中 PX 车间炉 H501 停运） 。总设计热负荷为217.26MW，实际运行负荷 199.46MW，改造前加权平均热效率 87.13，改造后加权平均热效率 92.64，提高热效率 5.51。经计算年经济效益达 3000 万元以上。加权平均氧含量 3.32，改造前为 5.54，下降 2.22；加权平均排烟温度 142.64，改造前为 200.58，下降 57.94。2表 1 测试数据汇总（改造后）设计热负荷实际热负荷设计热效率排烟 O2含量CO 含量SO2 含量排烟温度 热效率(%)序号车间装置炉号MW MW % % p
3、pm ppm 改造 前 改造 后 改造后-改造 前1 F-201 11.28 10.42 2 F-202 15.12 13.97 3 F-203 8.87 8.20 4 F-204 7.10 6.56 90.50 2.56 0 33 174.80 88.76 91.93 3.17 5 F-401 91.88 76.53 6 F-501 6.09 6.56 7BPX车间F-701 8.75 8.85 92.00 3.24 10 197 126.90 87.23 93.34 6.11 8PTA车间PF-601 16.84 16.89 92.00 5.48 0 412 130.70 86.19 92
4、.07 5.88 9 H-401 46.79 47.46 10PX车间 H-701 4.54 4.02 92.00 3.34 12 347 150.20 86.03 92.13 6.10 改造后 217.26 199.46 91.71 3.32 8 222 142.64 92.64 改造前 191.65 5.54 10 202 200.58 87.135.51 3二、节能技术应用效果评价1炉壁衬里一般来说通过改造衬里提高加热炉热效率潜力不大。但部分加热炉衬里受到烟气露点腐蚀破坏而脱落，造成局部温度高，不仅直接危害到钢结构安全，增加了能耗，甚至造成非正常停工。这次炉壁（主要是辐射室炉壁改造）衬里
5、改造的加热炉有 BPX 车间炉 F401、F501、 F701 和 F201F204， PX 车间炉H401， PTA 车间炉 PF601 等 9 台加热炉。改造方案主要是采用改性浇注料和陶纤喷涂复合衬里，其特点及优越性有： (1) 一次性喷涂所获得的衬层整体无接缝 , 有效地避免了纤维制品在高温下的定向收缩 , 消除了窜气、露点腐蚀等对炉壳和锚固钉的危害 , 强化了密封、保温和耐火性能 , 提高了加热炉的热效率。 (2) 大大降低复杂异形面如球面、拐角、炉门及排烟管结合处等部位整体锚固的施工难度 , 提高了异形结合的密封性。喷涂施工方便、灵活 , 锚固钉用量少 , 且全部埋在纤维炉衬里 ,
6、有效防止钉头烧损、避免热短路。 (3) 喷涂纤维衬层具有比平铺毡、毯较低的导热系数 , 比立铺折叠块有较好的热强度 , 锚固件埋于喷涂层内不直接传递热量 , 节能率达 15% 30% , 衬层坚固 , 均匀而且平整 , 具有较强的抗侵蚀能力。 (4) 喷涂衬层经济合理 , 可以根据加热炉工况采取多种纤维分层复合喷涂 , 有利于实现复合材料传热机理的温度梯度分布 , 降低衬层材料的综合造价。 (5) 耐火纤维喷涂速度比常规施工方法提高 4 倍 , 缩短了施工周期 , 尤其在抢修工程更具有优势。涂层结构内属柔性材料 , 喷涂施工竣工后即可投入使用 , 减少近 80% 的烘炉时间。在石化行业现有的大
7、量管式加热炉的节能改造和抢修工程中更具有优势。其无需拆卸原炉管即可作全纤维炉衬 , 也可在原砖衬、浇注料炉衬表面喷涂含锆耐火纤维表衬 , 保护了原有砖墙不受火焰直接冲刷 , 降低了砖墙界面温度 , 提高了炉体的使用寿命。改造后的测试，保温效果十分明显，炉外壁平均温度下降了 1030。改造前后炉外壁平均温度见表 2 和图 1、图 2。炉外壁平均温度（）车间装置 炉号改造前 改造后 改造前-改造后F-201BPX车间F-20272 60 124表 2 改造前后炉外壁平均温度数据编号 数据（） 编号 数据（）So1:Max 78.3 Lo1:Max 119.1So1:Avg 63.8 Lo1:Avg
8、 101.2So2:Max 103.3 So1:Max 37.4F-203F-204F-401 77 64 13F-501 60 42 18F-701 59 42 17PTA 车间 PF-601 118 87 31H-401 84 52 32PX车间 H-701 98 81 175So2:Avg 75.4 So1:Avg 30.45So3:Max 92.8 So2:Max 50.0So3:Avg 67.9 So2:Avg 40.3So4:Max 78.5 So3:Max 63.8So4:Avg 70.1 So3:Avg 51.9图 1 炉 H401 辐射段南部（改造前） 图 2 炉 H401
9、辐射段南部（改造后）2看火门采用密封性、保温性能好的看火门，一是防止从这个部位漏入空气，因这部分空气一般不参与燃烧，它不但增加了排烟中的氧含量，还使得加热炉热效率降低，而且还会提高 SO2向 SO3的转化率从而加剧低温露点腐蚀等；二是降低看火门外表面温度，防止局部高温引起看火门结构变形。这次看火门选择的是天津固特节能环保科技有限公司生产的侧开式密闭节能看火门，更换看火门的加热炉有 BPX 车间炉 F401、F501、 F701 和 F201F204， PX 车间炉 H401 炉等 8 台加热炉。从改造后的运行效果看，效果十分明显，大部分新型看火孔温度接近常温，平均温度下降了 40100，并减少
10、了辐射室的漏风量。见表 3 和图 3、图4、图 5。从表 3 中看出，从辐射室到对流室段处的氧含量变化不大，说明看火孔的密封效果较好，只有 PX 车间的炉 H401 变化较大，原因可能有靠近辐射室顶部（四层平台）的四个看火门（没有更换）和吹灰器处泄漏空气引起的。表 3 辐射室处氧含量数据辐射室、对流室段的氧含量（%）车间装置 炉号底部 顶部（对流室出口） 顶部-底部F-201F-204 2.67 2.75 0.08F-401 2.70 2.97 0.27F-501 3.77 3.68 -0.09BPX车间F-701 2.59 2.55 -0.04PX车间 H-401 1.95 3.25 1.3
11、063对流室弯头箱的全密封结构为消除对流室弯头箱的漏风，采用致密陶瓷纤维加粘结成型剂预先制造一种弯头密封保温模块，加盖在每一个弯头上，在弯头密封保温模块外部的其它间隙用陶瓷纤维填充（见图 7） ，致使对流室弯头箱无漏风点。这次弯头密封保温模块安装的加热炉有 BPX 车间炉 F401、F501、 F701 和 F201F204， PX 车间炉 H401、PTA 车间 PF-601 炉等 9 台加热炉。从运行的状况看，效果是很好的。从表 3 中看出对流段基本上是不漏风的，给辐射室调节到合适的氧含量起到了稳定运行的作用，大部分加热炉的氧含量在 3%以下，达到了节能改造要求。并且还达到了良好的隔热保温
12、效果，平均温度下降了 3050，见图 8、图 9。图 7 对流室弯头箱保温套施工图7Label ValueS01:Max 41.83S01:Avg 38.66S02:Max 38.54S02:Avg 36.63S03:Max 43.12S03:Avg 42.06图8 H401对流段西面(改造前 )Label ValueS01:Max 94.73S01:Avg 88.92S02:Max 97.49S02:Avg 93.21S03:Max 93.34S03:Avg 88.64S04:Max 95.56S04:Avg 90.46图9 H401对流段西面(改造后 )84余热回收系统的节能改造要把热效率
13、提高到 92%，必须对余热回收系统进行节能改造，进一步降低排烟温度。排烟带出的热量约占全炉热损失的 50%以上，尽量回收烟气中的余热，是提高加热炉热效率的重点。余热回收系统改造方案应根据现有条件确定，但加热炉热效率提高到 92%后，排烟温度与烟气露点温度差值很小，在实际生产中，加热炉热负荷、燃料性质、环境温度都在不断变化，在加热炉排烟温度降低到烟气露点温度以下时，就会引起烟气余热回收器低温段传热元件发生露点腐蚀或严重积灰、积垢，危及加热炉正常运行。为保证加热炉热效率提高到 92%后能长期安全生产，在对现用烟气余热回收系统进行的节能改造中，必须根据加热炉热负荷、燃料性质、环境温度变化，及时调节排
14、烟温度，始终将排烟温度控制在烟气露点温度以上的技术手段或措施。BPX 车间炉 F401、F501、 F701 采用由中温热管空气预器、水热媒空气预热器、搪瓷管热管空气预热器组成的组合式空气预热器替代原三炉公用的大热管空气预热器。PX 车间炉 H401、H501 和 H701 是在现有三炉共用的废热锅炉后增加一套搪瓷管热管空气预热器。PTA 装置炉 PF601 是在拆除原旋转式空气预热器，新建一套由中温热管、钢-水热管和搪瓷热管串联的热管空气预热器。上述三套余热回收系统，低温段均采用搪瓷热管，从使用情况看均达到了设计的排烟温度。但 PTA 装置炉 PF601 的低温段搪瓷热管处经测试有一定程度的
15、漏风，这是由于空气侧为正压区，烟气侧为负压区，空气就会通过中间密封环的密封间隙泄漏到烟气侧，漏风主要是设计和结构的问题。为此，建议今后低温段的密封结构设计与高、中温段的密封结构要有所区别。在现有条件下，为保证空气预热器有较好的运行效果，建议采取的措施要从吹灰、风压等方面来进行调整。(1).利用各类停炉机会，密封间隙和结构进行合理调整;(2).调整较合理的风压以减少向烟气侧的漏风；(3).加强管理，保证吹灰效果，及时清除积灰；(4).进行空气预热器清洗，及时清除空气预热器的积灰。95测试孔测试点位置的设置和测试孔结构尺寸是准确获得加热炉运行参数、诊断加热炉运行状态的基础，为加热炉大检修和节能技术
16、应用效果提供一定的技术依据，并使加热炉的热效率具有横向可比性。天津分公司在这次大检修中，非常重视加热炉测试孔的安装，并自行设计了较合理的测试孔结构，见照片图 10。总共在化工部的 14 台加热炉上安装了35 个。在这次改造后的测试标定中发挥了非常大的作用，如在 PTA 装置炉PF601 测试中，排烟道中的氧含量有点偏高，就在各个位置的测试孔上进行测量排查，这就较容易查到某一位置的泄漏点。在各个测试孔进行各类参数的测试是加热炉长周期运行的必要手段。如图11 炉内氧含量的变化趋势就给这台加热炉调整到最佳的氧含量提供了技术依据。 150 14M1210图 10 测试孔结构11烟囱引风机烟气烟气烟气烟气燃烧器烟气烟气烟气燃烧器 燃烧器空气烟气进燃烧器炉 F501炉 F401炉
