乙苯裝置熱載體加熱爐改造

馬德文（中海油東方石化有限責(zé)任公司，海南 東方572600）

干氣制乙苯裝置有機(jī)熱載體燃?xì)饧訜釥tF101 是以烴化尾氣為燃料，以熱載體為載熱體，利用熱油循環(huán)泵強(qiáng)制熱載體液相循環(huán)，在爐內(nèi)吸熱升溫后，將熱能輸送給用熱設(shè)備，在放熱降溫后，返回加熱爐重新加熱的直流式特種工業(yè)爐。

1 設(shè)備概況

型式：立式底燒盤管式

爐管內(nèi)介質(zhì)熱載體，液相循環(huán)使用。

加熱爐型號：YQL-10000Q 熱效率：≥92%

介質(zhì)正常使用溫度250～305℃，最高315℃；

熱媒品種：NeoSK-OIL 500

壓力：熱載體入口1.1MPaG

熱媒流量：350～450m3/h/臺，加熱爐管內(nèi)導(dǎo)熱油流量變化范圍60%～120%；

正常負(fù)荷(兩臺并聯(lián)操作)12.0298×106kcal/h，

熱媒爐數(shù)量：2 臺并聯(lián)操作，單臺最大負(fù)荷8.421×106 kcal/h，操作彈性50%～120%；

開工初期的燃料氣為催化干氣，正常工況燃料氣為烷基化尾氣和不凝氣混合氣。該加熱爐采用順控自動點(diǎn)火，負(fù)荷連續(xù)全自動調(diào)節(jié)，非正常工況的安全報(bào)警及聯(lián)鎖保護(hù)。加熱爐的常規(guī)控制由DCS實(shí)現(xiàn)，安全聯(lián)鎖保護(hù)由SYS實(shí)現(xiàn)。

2 運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

乙苯裝置于2015 年1 月份開工運(yùn)行，熱載體燃?xì)饧訜釥tF101同步投用。

在使用過程中，在裝置的幾次開工過程中，均出現(xiàn)了順控點(diǎn)火困難，只能采用人工強(qiáng)制點(diǎn)火，危險性大，開工初期低負(fù)荷時，火焰不穩(wěn)定，三取二火檢不易檢測到火焰易熄火導(dǎo)致聯(lián)鎖停機(jī)等問題。

同時，國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的升級，NOX排放由240mg/Nm3提高到不大于80mg/Nm3，導(dǎo)致NOX排放超標(biāo)。

3 原因分析及改造目標(biāo)

針對上述問題，我們認(rèn)真分析，查找原因，認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn)原因：

（1）運(yùn)行期的燃料氣組分與原設(shè)計(jì)的燃料氣組分發(fā)生了變化，燃燒器對燃料氣的適應(yīng)范圍較窄，燃燒效果不好，導(dǎo)致點(diǎn)火困難及燃燒不穩(wěn)定。燃料氣組分見表1、表2。

表2 現(xiàn)燃料氣組分

表1 原設(shè)計(jì)燃料氣組分

（2）原燃燒器的燃燒技術(shù)已不能滿足NOX排放要求。

（3）原燃燒器控制程序?yàn)镻LC控制，改為DCS控制后，控制程序?yàn)閺S家解密自編程序，控制精度與原程序有差距。

（4）鼓風(fēng)機(jī)未配變頻器，風(fēng)量不易控制。

針對所分析的原因，本次改造要達(dá)到以下目標(biāo)：

（1）燃燒器要適用于各個階段燃料氣的組分，燃燒穩(wěn)定。

（2）選用高效燃燒器，NOX排放達(dá)標(biāo)。

（3）自動點(diǎn)火一次成功率100%，負(fù)荷調(diào)節(jié)精確。

4 改造主要措施

為達(dá)到本次改造目的，與多家燃燒器廠家進(jìn)行交流，最終確定了改造方案，主要措施如下：

（1）選用新型燃燒器，燃燒器的火嘴設(shè)計(jì)要適用于三種工況燃料氣的組分。

（2）燃燒器采用二段燃料低NOX 燃燒技術(shù)，降低排放煙氣中的NOX排放。NOX濃度：＜50mg/Nm3，熱效率≧92%。

（3）增加風(fēng)機(jī)變頻器，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)。

（4）儀控主要改造內(nèi)容：

F10A/B 加熱爐控制采用就地PLC 控制，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火（自動與手動）控制、燃燒器負(fù)荷自動調(diào)節(jié)，即燃料氣的自動PID調(diào)節(jié)與助燃空氣比例調(diào)節(jié)，確保熱媒出口溫度在控制范圍內(nèi)±1℃的精度。實(shí)現(xiàn)燃燒系統(tǒng)不間斷連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、負(fù)荷20%～100%范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

控制系統(tǒng)改造在保證原裝置結(jié)構(gòu)基本不動的條件下，進(jìn)行局部改造。

控制柜具有手動/自動點(diǎn)火操作功能、手動/自動溫度調(diào)節(jié)功能。采用就地點(diǎn)火方式。火焰檢測仍然采用三套火檢進(jìn)行檢測。長明燈、主火檢仍采用原德國（DURAG）三套D-LX101智能紫外火檢，并設(shè)置火檢在燃燒器上的適合位置，保證火焰檢測的可靠性。

燃燒器控制系統(tǒng)采用西門子S7-200 進(jìn)行控制，帶有通訊提供Modbus Rtu接口用于與DCS通信。

5 結(jié)語

通過本次改造，以達(dá)到解決熱載體加熱爐所存在的問題，保證裝置的安全平穩(wěn)平穩(wěn)運(yùn)行。