中国石油化工股份公司炼油样板加热炉设计说明.pdf

中国石油化工股份公司炼油样板加热炉中国石油化工股份公司炼油样板加热炉 设计说明设计说明 2007年6月10日 炼油企业既是能源加工生产主要单位之一，又是耗能大户。加热炉燃料耗 量约占炼油企业能耗总量的5070，而炼油企业加热炉所消耗的燃料是国民 经济发展所需要的液体或气体燃料。减少炼油企业加热炉燃料耗量，对于落实 党中央和国务院“节能减排”政策，促进国民经济和谐发展，建设和谐社会和提高 炼油企业经济效益都有一定意义。为了推动或规范各企业炼油加热炉节能工 作，中国石油化工股份公司炼油事业部决定采用国内领先技术进行集成，建 设炼油样板炉。 序 w w w . b z f x w . c o m 常减装置是炼油企业处理量最大，能耗总量最多的生产装置。加热炉燃 料耗量约占常减装置能耗总量的80。搞好加热炉节能降耗工作，减少燃料耗 量对于降低常减装置及其全炼油厂的能耗有着重要意义。上海高桥分司 800104t/a常减装置是国内最大的常减装置之一；常压炉为双室立管箱式 炉，是国内外大型常压炉代表炉型。同时，上海高桥分公司周边有金山分公 司、金陵分公司、扬子分公司、九江分公司、安庆分公司等大型石油化工企 业，影响范围广，示范作用大。中国石油化工股份公司炼油事业部把上海高 桥分司800104t/a常压炉定为“中国石油化工股份公司炼油样板炉”之一；暂 名为“中国石油化工股份公司炼油样板炉（高桥）” w w w . b z f x w . c o m 受中国石油化工股份公司炼油事业部委托，通过对上海高桥分司 常压炉实地考查、对国内加热炉先进技术、新设备、新材料的调研、 多种设计方案对比、分析和论证，完成了上海高桥分司 800104t/a 常压炉技术改造既中国石油化工股份公司炼油样板加热炉（高桥）建 设实施工图设计。 w w w . b z f x w . c o m 设计指导思想设计指导思想设计指导思想 设计指导思想 采用国内领先的采用国内领先的采用国内领先的 采用国内领先的 新技术、新设备和新技术、新设备和新技术、新设备和 新技术、新设备和 新材料进行优化集成新材料进行优化集成新材料进行优化集成 新材料进行优化集成 使样板炉热效率达到使样板炉热效率达到使样板炉热效率达到 使样板炉热效率达到 929292 92 ，并长周期、安全，并长周期、安全，并长周期、安全 ，并长周期、安全 平稳运行平稳运行平稳运行 平稳运行 采高效、低过剩空气系数采高效、低过剩空气系数采高效、低过剩空气系数 采高效、低过剩空气系数 低低低 低 NOxNOxNOx NOx 、低噪声燃烧器、低噪声燃烧器、低噪声燃烧器 、低噪声燃烧器 保证样板炉排烟中保证样板炉排烟中保证样板炉排烟中 保证样板炉排烟中 O O O O ≤≤≤ ≤ 333 3 NOX NOX NOX NOX ≤≤≤ ≤ 120PPm CO120PPm CO120PPm CO 120PPm CO ≦≦≦ ≦ 100PPm100PPm100PPm 100PPm 。。。 。 燃烧噪声燃烧噪声燃烧噪声 燃烧噪声 ≤≤≤ ≤ 80d80d80d 80d （（（ （ A A A A ））） ） 通过使用脱硫燃料气和通过使用脱硫燃料气和通过使用脱硫燃料气和 通过使用脱硫燃料气和 空气预热器增加负荷，把空气预热器增加负荷，把空气预热器增加负荷，把 空气预热器增加负荷，把 样板炉的排烟温度降低到样板炉的排烟温度降低到样板炉的排烟温度降低到 样板炉的排烟温度降低到 140140140 140 ℃℃，排烟热损失降低，排烟热损失降低，排烟热损失降低 ，排烟热损失降低 到到到 到 5.55.55.5 5.5 采用轻质浇注料和致密陶纤采用轻质浇注料和致密陶纤采用轻质浇注料和致密陶纤 采用轻质浇注料和致密陶纤 辐射室衬里以及在衬里表面辐射室衬里以及在衬里表面辐射室衬里以及在衬里表面 辐射室衬里以及在衬里表面 喷涂节能涂料喷涂节能涂料喷涂节能涂料 喷涂节能涂料 , , , , 将炉体表面散热将炉体表面散热将炉体表面散热 将炉体表面散热 损失降低到损失降低到损失降低到 损失降低到 2.22.22.2 2.2 通过更换看火门、防爆门和通过更换看火门、防爆门和通过更换看火门、防爆门和 通过更换看火门、防爆门和 对流箱用全密封结构，减少对流箱用全密封结构，减少对流箱用全密封结构，减少 对流箱用全密封结构，减少 炉体漏风量。炉体漏风量。炉体漏风量。 炉体漏风量。 增加一套自动控制系统，增加一套自动控制系统，增加一套自动控制系统， 增加一套自动控制系统， 保证样板炉长周期高效运行，提保证样板炉长周期高效运行，提保证样板炉长周期高效运行，提 保证样板炉长周期高效运行，提 高运行周期平均热效率。高运行周期平均热效率。高运行周期平均热效率。 高运行周期平均热效率。 w w w . b z f x w . c o m 1、采用国内领先水平的新技术、新设备、新材料进行优化集成，使加热炉整体技术水平达 到国内领先水平。 2、采用高效、低过剩空气系数、低NOx燃烧器，在保证燃料在较低过剩空气系数下完全燃 烧的同时，使噪声和排烟中有害成分含量等环保指标达到或低于国家有关标准规定值。 3、采用O2/CO串级调节控制燃烧供风量技术，实现燃烧供风量以热效率寻优调节控制。 4、使用国内领先水平的新技术、新材料，对现用的余热回收系统进行 “扩能”改造，将排烟 温度降低为140℃。新烟气余热回收系统由碳钢－（N-甲基）中温热管空气预热器、长 效碳钢－水热管空气预热器和搪瓷管－水热管低温空气预热器组成。烟气侧设 6台SM- 50型声波吹灰器，定时吹灰。搪瓷管－水热管低温空气预热器烟气侧设有在线水冲洗 设施，对传热元件定时进行在线水冲洗。 5、使用国内领先水平的新技术、新材料，将辐射室衬里由全陶瓷纤维喷涂衬里改为改性轻质浇注料与 致密型陶纤喷涂复合衬里，保证炉体外壁温度 ≦70℃（环境温度27.5℃、无风）。采用新的锚固件 并在炉体内壁喷涂一层防露点腐蚀专用涂料，防止炉体内壁和保温钉受露点腐蚀，保证衬里最低安 全使用寿命达到8年10年。在辐射室陶纤喷涂衬里外部涂刷一层厚度 ≥3mm的红外辐射节能涂料， 改善辐射炉管周向受热不均匀性、进一步降低辐射室散热损失、减缓陶纤喷涂衬里老化、粉化速率。 6、对流室弯头箱采用全密封结构并更换看火门、人孔、防爆门，提高炉体密封性，减少炉体漏风量。 7、采用声波激波联合吹灰器，提高吹灰效果，减缓对流炉管和空气预热器传热元件积灰。并采用“智 能加热炉自动控制系统”对加热炉运行、操作调节进行自动控制和调节。提高样板炉操作调节自动 化水平，保证长周期高效、平稳运行，提高全运行周期的平均热效率。 8、按照上述设计指导思想进行设计，使炼油样板炉的热效率 ≧92；并长周期、高热效率运行；噪声和 排烟中有害成分含量等达到或低于国家有关标准规定值，使炼油样板炉成为节能、环保炼油加热炉。 原油入炉流量原油入炉流量原油入炉流量 原油入炉流量 848848848 848 吨吨吨 吨 / / / / 时、入炉温度时、入炉温度时、入炉温度 时、入炉温度 280280280 280 ℃℃、出炉温度、出炉温度、出炉温度 、出炉温度 360360360 360 ℃℃ 过热蒸汽入炉流量过热蒸汽入炉流量过热蒸汽入炉流量 过热蒸汽入炉流量 15.515.515.5 15.5 吨吨吨 吨 / / / / 时、入炉温度时、入炉温度时、入炉温度 时、入炉温度 137137137 137 ℃℃、出炉温度、出炉温度、出炉温度 、出炉温度 454454454 454 ℃℃ 有效热负荷有效热负荷有效热负荷 有效热负荷 67.25MW67.25MW67.25MW 67.25MW （辐射室（辐射室（辐射室 （辐射室 47MW47MW47MW 47MW 、对流室、对流室、对流室 、对流室 20.25MW20.25MW20.25MW 20.25MW ））） ） 辐射炉管表面平均热强度辐射炉管表面平均热强度辐射炉管表面平均热强度 辐射炉管表面平均热强度 27.54 27.54 27.54 27.54 千瓦千瓦千瓦 千瓦 / / / / 平方米平方米平方米 平方米 对流炉管表面平均热强度对流炉管表面平均热强度对流炉管表面平均热强度 对流炉管表面平均热强度 12.912.912.9 12.9 （光管）（光管）（光管） （光管） 千瓦千瓦千瓦 千瓦 / / / / 平方米平方米平方米 平方米 辐射室烟气平均温度辐射室烟气平均温度辐射室烟气平均温度 辐射室烟气平均温度 830830830 830 ℃℃ 排烟温度排烟温度排烟温度 排烟温度 140140140 140 ℃℃ 排烟中排烟中排烟中 排烟中 O O O O 含量含量含量 含量 ≦≦≦ ≦ 3 3 3 3 （（（ （ V V V V ））） ） 排烟中排烟中排烟中 排烟中 NOXNOXNOX NOX 含量含量含量 含量 ≦≦≦ ≦ 120ppm120ppm120ppm 120ppm 排烟中排烟中排烟中 排烟中 COCOCO CO 含量含量含量 含量 ≦≦≦ ≦ 100ppm100ppm100ppm 100ppm 炉体外壁温度炉体外壁温度炉体外壁温度 炉体外壁温度 ≦≦≦ ≦ 707070 70 ℃℃（环境温度（环境温度（环境温度 （环境温度 303030 30 ℃℃、无风、无风、无风 、无风 ））） ） 热效率热效率热效率 热效率 929292 92 排烟热损失排烟热损失排烟热损失 排烟热损失 5.55.55.5 5.5 、表面散热损失、表面散热损失、表面散热损失 、表面散热损失 2.22.22.2 2.2 、不完全燃烧损失、不完全燃烧损失、不完全燃烧损失 、不完全燃烧损失 0.30.30.3 0.3 。。。 。 燃料耗量燃料耗量燃料耗量 燃料耗量 6.28 6.28 6.28 6.28 吨标油吨标油吨标油 吨标油 / / / / 时时时 时 主要设计指标主要设计指标主要设计指标 主要设计指标 设计创新点设计创新点设计创新点 设计创新点 （1）热效率≧92，突破了我国大型炼油加热炉设计热效率≧90。 （2）采用了高效、低过剩空气系数、低NOx燃烧器，即能保证燃料在较低过剩空 气系数下完全燃烧，又能减少NOx排放。 （3）燃烧供风量采用了O2/CO串级调节控制技术，实现了燃烧供风量以热效率寻 优调节控制。克服了目前普遍采用的燃烧供风量以烟气中O2含量寻优调节控 制技术存在的缺陷。 （4）采用了以相关的压力、流量、温度、烟气中的02、CO、NOx、SOx作为检测 和控制对象，设定多项控制策略，动态优选和最优参数组合，使加热炉实现 高效、低污染运行全新的加热炉自动控制系统。克服了目前普遍采用的炼油 加热炉控制技术存在的缺陷。提高了调节和控制自动化水平，为炼油加热炉 长周期、安全、平稳、高效运行提供了保障。 （5）在辐射室顶部和空气预热器烟气出口设置了O2、CO、NOx和SOx含量在线分 析仪，可对样板炉整个运行周期的排烟中O2、CO、SOx和NOx含量实施在线检 测。可使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状况，热效率和环保 指标。也使用户有了评价燃烧器真实技术水平的手段，为检验燃烧器长期实 际使用效果创造了条件。 （6）声波吹灰器和激波吹灰器联合设置。既利用了声波吹灰器用于高温段具有 良好的吹灰效果，经济性较好的优点；又利用了激波吹灰器吹灰能量较大， 用于低温段具有良好的吹灰效果的优点。 提高热效率的改造内容提高热效率的改造内容提高热效率的改造内容 提高热效率的改造内容 加热炉在炼油和石油化工生产中的任务是利用燃料燃烧释放出热量把工艺 介质加热到生产工艺规定的温度。当处理能力一定时，热效率越高，加热炉 消耗的燃料量越少。提高热效率，减少燃料消耗量是上海高桥分司常压炉技 术改造最主要的任务。 加热炉热效率反平衡法计算公式为 η100–（QaQbQc） η加热炉热效率 ％ Qa排烟损失热量占供给能量的百分数 ％ Qb不完全燃烧损失热量占供给能量的百分数 ％ Qc表面散热损失热量占供给能量的百分数 ％； 根据加热炉热效率反平衡法计算公式可知，提高热效率、减少燃料消耗量 的措施为降低排烟损失、降低不完全燃烧损失和降低表面散热损失。 上海高桥分公司8000kt/a常压炉现排烟氧含量4.6，排烟温度175℃，热 效率88.5。为把排烟氧含量降低到≦3，排烟温度降低到140℃，热效率提 高到92，通过对国内加热炉先进技术调研、对比和论证，在设计中采用了如 下技术措施 采用新型油气联合燃烧器采用新型油气联合燃烧器采用新型油气联合燃烧器 采用新型油气联合燃烧器 燃烧器是管式加热炉的主要部件之一，其技术性能的优劣不但对管式加 热炉的能耗、环保以及平稳运行有着直接的影响，而且对管式加热炉的辐射 室温度分布、传热速率以及辐射室与对流室热负荷的比例也有着较大的影响。 选用燃料燃尽率高、低过剩空气系数、低燃烧噪声、低NOX、火焰形状与高 度与炉型结构相匹配，技术水平达到国际领先水平的新型燃烧器对样板炉实 现高热效率、低污染、长周期安稳运行有着重大意义。 上海高桥分公司上海高桥分公司上海高桥分公司 上海高桥分公司 800800800 800 万吨/年常压炉现使用的常压炉现使用的常压炉现使用的 常压炉现使用的 262626 26 台油气联合燃烧器，设计指标为台油气联合燃烧器，设计指标为台油气联合燃烧器，设计指标为 台油气联合燃烧器，设计指标为 热负荷热负荷热负荷 热负荷 3.5 MW3.5 MW3.5 MW 3.5 MW ；以瓦斯为燃料时过剩空气系数；以瓦斯为燃料时过剩空气系数；以瓦斯为燃料时过剩空气系数 ；以瓦斯为燃料时过剩空气系数 α≤α≤α≤ α≤ 1.15 1.15 1.15 1.15 ，用液体燃料时过剩空气系数，用液体燃料时过剩空气系数，用液体燃料时过剩空气系数 ，用液体燃料时过剩空气系数 ααα α ≤≤≤ ≤ 1.21.21.2 1.2 。该燃烧器的设计指标与国际先进水平存在一定的差距，且现已经到了更换期。在。该燃烧器的设计指标与国际先进水平存在一定的差距，且现已经到了更换期。在。该燃烧器的设计指标与国际先进水平存在一定的差距，且现已经到了更换期。在 。该燃烧器的设计指标与国际先进水平存在一定的差距，且现已经到了更换期。在 技术改造中用技术改造中用技术改造中用 技术改造中用 262626 26 台技术指标更先进的新型燃烧器取代现用燃烧器。对新型燃烧器的技术要台技术指标更先进的新型燃烧器取代现用燃烧器。对新型燃烧器的技术要台技术指标更先进的新型燃烧器取代现用燃烧器。对新型燃烧器的技术要 台技术指标更先进的新型燃烧器取代现用燃烧器。对新型燃烧器的技术要 求如下求如下求如下 求如下 剩空气系数用气体燃料时剩空气系数用气体燃料时剩空气系数用气体燃料时 剩空气系数用气体燃料时 ααα α ≤≤≤ ≤ 1.1 1.1 1.1 1.1 用液体燃料时用液体燃料时用液体燃料时 用液体燃料时 ααα α ≤≤≤ ≤ 1.15 1.15 1.15 1.15 烟气中有害成份含量烟气中有害成份含量烟气中有害成份含量 烟气中有害成份含量 NOX NOX NOX NOX ≤≤≤ ≤ 120 120 120 120 PPmPPmPPm PPm CO CO CO CO ≦≦≦ ≦ 50 50 50 50 PPmPPmPPm PPm 。。。 。 燃烧噪声燃烧噪声燃烧噪声 燃烧噪声 ≤≤≤ ≤ 80d80d80d 80d （（（ （ A A A A ））） ） 燃烧器设计负荷燃烧器设计负荷燃烧器设计负荷 燃烧器设计负荷 3.5 MW3.5 MW3.5 MW 3.5 MW 辐射室衬里为浇注料与陶纤喷涂复合衬里辐射室衬里为浇注料与陶纤喷涂复合衬里辐射室衬里为浇注料与陶纤喷涂复合衬里 辐射室衬里为浇注料与陶纤喷涂复合衬里 700700700 700 浇注料厚度浇注料厚度浇注料厚度 浇注料厚度 80mm80mm80mm 80mm ，陶纤喷涂厚度，陶纤喷涂厚度，陶纤喷涂厚度 ，陶纤喷涂厚度 120mm120mm120mm 120mm 。致密型陶纤衬。致密型陶纤衬。致密型陶纤衬 。致密型陶纤衬 里具有容重轻、导热系数小和施工方便等优点；但也存在致密度差、透气度大、耐压强度小等缺点。里具有容重轻、导热系数小和施工方便等优点；但也存在致密度差、透气度大、耐压强度小等缺点。里具有容重轻、导热系数小和施工方便等优点；但也存在致密度差、透气度大、耐压强度小等缺点。 里具有容重轻、导热系数小和施工方便等优点；但也存在致密度差、透气度大、耐压强度小等缺点。 辐射室衬里全部采用陶纤喷涂衬里，含硫烟气易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，形成腐蚀区，辐射室衬里全部采用陶纤喷涂衬里，含硫烟气易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，形成腐蚀区，辐射室衬里全部采用陶纤喷涂衬里，含硫烟气易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，形成腐蚀区， 辐射室衬里全部采用陶纤喷涂衬里，含硫烟气易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，形成腐蚀区， 腐蚀炉体内壁和保温钉跟部。保温钉支撑骨架一旦被腐蚀簖开，就会造成衬里大面积跨塌，危及正常腐蚀炉体内壁和保温钉跟部。保温钉支撑骨架一旦被腐蚀簖开，就会造成衬里大面积跨塌，危及正常腐蚀炉体内壁和保温钉跟部。保温钉支撑骨架一旦被腐蚀簖开，就会造成衬里大面积跨塌，危及正常 腐蚀炉体内壁和保温钉跟部。保温钉支撑骨架一旦被腐蚀簖开，就会造成衬里大面积跨塌，危及正常 生产。生产。生产。 生产。 γγγ γ 700Kg/m3700Kg/m3700Kg/m3 700Kg/m3 改性轻质浇注料衬里具有致密度高、透气度小、耐压强度大等优点。采用改性轻质浇注料衬里具有致密度高、透气度小、耐压强度大等优点。采用改性轻质浇注料衬里具有致密度高、透气度小、耐压强度大等优点。采用 改性轻质浇注料衬里具有致密度高、透气度小、耐压强度大等优点。采用 γγγ γ 700Kg/m3700Kg/m3700Kg/m3 700Kg/m3 改性轻质浇注料衬里，烟气不易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，有效地保护炉体内壁改性轻质浇注料衬里，烟气不易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，有效地保护炉体内壁改性轻质浇注料衬里，烟气不易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，有效地保护炉体内壁 改性轻质浇注料衬里，烟气不易透过衬里汇集到温度较低的炉体内壁，有效地保护炉体内壁 和保温钉不受腐蚀。但与致密型陶纤相比，和保温钉不受腐蚀。但与致密型陶纤相比，和保温钉不受腐蚀。但与致密型陶纤相比， 和保温钉不受腐蚀。但与致密型陶纤相比， γγγ γ 700Kg/m3700Kg/m3700Kg/m3 700Kg/m3 改性轻质浇注料也存在容重大、导热系数大等改性轻质浇注料也存在容重大、导热系数大等改性轻质浇注料也存在容重大、导热系数大等 改性轻质浇注料也存在容重大、导热系数大等 缺点。辐射室衬里采用缺点。辐射室衬里采用缺点。辐射室衬里采用 缺点。辐射室衬里采用 γγγ γ 700Kg/m3700Kg/m3700Kg/m3 700Kg/m3 改性轻质浇注料和致密型陶纤喷涂复合衬里，两者相互弥补，优点改性轻质浇注料和致密型陶纤喷涂复合衬里，两者相互弥补，优点改性轻质浇注料和致密型陶纤喷涂复合衬里，两者相互弥补，优点 改性轻质浇注料和致密型陶纤喷涂复合衬里，两者相互弥补，优点 得到发挥，缺点得到克服；不但可以有效地阻挡烟气渗透，使炉体内壁和保温钉不受腐蚀；还可以达得到发挥，缺点得到克服；不但可以有效地阻挡烟气渗透，使炉体内壁和保温钉不受腐蚀；还可以达得到发挥，缺点得到克服；不但可以有效地阻挡烟气渗透，使炉体内壁和保温钉不受腐蚀；还可以达 得到发挥，缺点得到克服；不但可以有效地阻挡烟气渗透，使炉体内壁和保温钉不受腐蚀；还可以达 到良好的隔热保温效果。到良好的隔热保温效果。到良好的隔热保温效果。 到良好的隔热保温效果。 辐射室衬里的锚固钉设置采用洛阳石化工程公司专有技术辐射室衬里的锚固钉设置采用洛阳石化工程公司专有技术辐射室衬里的锚固钉设置采用洛阳石化工程公司专有技术 辐射室衬里的锚固钉设置采用洛阳石化工程公司专有技术 72T277/02-2006 72T277/02-2006 72T277/02-2006 72T277/02-2006 石油化工管式炉双层石油化工管式炉双层石油化工管式炉双层 石油化工管式炉双层 衬里锚固钉工程技术条件衬里锚固钉工程技术条件衬里锚固钉工程技术条件 衬里锚固钉工程技术条件 。。。 。 辐射室衬里在进行辐射室衬里在进行辐射室衬里在进行 辐射室衬里在进行 γγ 700700700 700 浇注料施工前在炉体内壁喷涂一层防烟气露点腐蚀专用涂料。浇注料施工前在炉体内壁喷涂一层防烟气露点腐蚀专用涂料。浇注料施工前在炉体内壁喷涂一层防烟气露点腐蚀专用涂料。 浇注料施工前在炉体内壁喷涂一层防烟气露点腐蚀专用涂料。 将全陶纤喷涂衬里改为浇注料与陶纤喷涂复合衬里将全陶纤喷涂衬里改为浇注料与陶纤喷涂复合衬里将全陶纤喷涂衬里改为浇注料与陶纤喷涂复合衬里 将全陶纤喷涂衬里改为浇注料与陶纤喷涂复合衬里 红外辐射节能涂料是根据红外辐射节能涂料是根据红外辐射节能涂料是根据 红外辐射节能涂料是根据 “ “ “ “ 二次辐射二次辐射二次辐射 二次辐射 ” ” ” ” 原理开发的节能产品（增原理开发的节能产品（增原理开发的节能产品（增 原理开发的节能产品（增 加炉墙内表面辐射率，提高辐射室传热量），已经有数十年的工业加炉墙内表面辐射率，提高辐射室传热量），已经有数十年的工业加炉墙内表面辐射率，提高辐射室传热量），已经有数十年的工业 加炉墙内表面辐射率，提高辐射室传热量），已经有数十年的工业 使用历史。经过数十年的技术完善和发展，红外辐射节能涂料技术使用历史。经过数十年的技术完善和发展，红外辐射节能涂料技术使用历史。经过数十年的技术完善和发展，红外辐射节能涂料技术 使用历史。经过数十年的技术完善和发展，红外辐射节能涂料技术 更加成熟，使用寿命达到更加成熟，使用寿命达到更加成熟，使用寿命达到 更加成熟，使用寿命达到 5 5 5 5 年以上；涂层辐射率达到年以上；涂层辐射率达到年以上；涂层辐射率达到 年以上；涂层辐射率达到 0.950.950.95 0.95 ；涂层金属；涂层金属；涂层金属 ；涂层金属 化或陶瓷化后，形成金属化或陶瓷化硬壳，可以有效地保护衬里化或陶瓷化后，形成金属化或陶瓷化硬壳，可以有效地保护衬里化或陶瓷化后，形成金属化或陶瓷化硬壳，可以有效地保护衬里 化或陶瓷化后，形成金属化或陶瓷化硬壳，可以有效地保护衬里 （减缓衬里老化或粉化）。为了强化样板炉辐射室传热、改善辐射（减缓衬里老化或粉化）。为了强化样板炉辐射室传热、改善辐射（减缓衬里老化或粉化）。为了强化样板炉辐射室传热、改善辐射 （减缓衬里老化或粉化）。为了强化样板炉辐射室传热、改善辐射 炉管周向受热不均匀性和进一步降低辐射室散热损失以及减缓陶纤炉管周向受热不均匀性和进一步降低辐射室散热损失以及减缓陶纤炉管周向受热不均匀性和进一步降低辐射室散热损失以及减缓陶纤 炉管周向受热不均匀性和进一步降低辐射室散热损失以及减缓陶纤 喷涂衬里老化、粉化速率，在辐射室陶纤喷涂衬里外部涂刷一层厚喷涂衬里老化、粉化速率，在辐射室陶纤喷涂衬里外部涂刷一层厚喷涂衬里老化、粉化速率，在辐射室陶纤喷涂衬里外部涂刷一层厚 喷涂衬里老化、粉化速率，在辐射室陶纤喷涂衬里外部涂刷一层厚 度度度 度 ≥≥≥ ≥ 3mm3mm3mm 3mm 的红外辐射节能涂料。的红外辐射节能涂料。的红外辐射节能涂料。 的红外辐射节能涂料。 上海高桥分公司上海高桥分公司上海高桥分公司 上海高桥分公司 800800800 800 万吨/年常压加热炉采用热管空气预热器回收烟气余热，现在排烟常压加热炉采用热管空气预热器回收烟气余热，现在排烟常压加热炉采用热管空气预热器回收烟气余热，现在排烟 常压加热炉采用热管空气预热器回收烟气余热，现在排烟 温度温度温度 温度 187187187 187 ℃℃，热效率为，热效率为，热效率为 ，热效率为 87.587.587.5 87.5 。在技术改造中，将热管空气预热器。在技术改造中，将热管空气预热器。在技术改造中，将热管空气预热器 。在技术改造中，将热管空气预热器 125812581258 1258 根热管全部更新。根热管全部更新。根热管全部更新。 根热管全部更新。 通过热管空气预热器增加热负荷改造和现在使用的热管全部更新，使通过热管空气预热器增加热负荷改造和现在使用的热管全部更新，使通过热管空气预热器增加热负荷改造和现在使用的热管全部更新，使 通过热管空气预热器增加热负荷改造和现在使用的热管全部更新，使 “ “ “ “ 炼油样板加热炉炼油样板加热炉炼油样板加热炉 炼油样板加热炉 （高桥）（高桥）（高桥） （高桥） ” ” ” ” 的排烟温度由的排烟温度由的排烟温度由 的排烟温度由 187187187 187 ℃℃降低到降低到降低到 降低到 140140140 140 ℃℃。。。 。 空气预热器增加热负荷改造空气预热器增加热负荷改造空气预热器增加热负荷改造 空气预热器增加热负荷改造 来自对流段出口 温 度 为340℃ 的 烟气 温度为180℃ 的烟气 温度为120℃ 的烟气 进 烟 囱 来自鼓 风 机 出口 20℃的 空气 温 度 约 为 70 ℃ 的 空 气 温度为253℃的 空气进燃烧系 统 中温热管 换热段 长效 钢水热管 换热段 搪瓷管 钢水热 管 换 热段 热管空气预热器改造技术要求热管空气预热器改造技术要求热管空气预热器改造技术要求 热管空气预热器改造技术要求 （1）现用热管空气预热器为立式结构，由两组预热器串联组成。碳钢－水热管传热速率高，介质无毒、 无害、无腐蚀，造价较低；在石化加热炉余热回收中得到广泛使用。长期使用证明烟气温度高于 250℃使用碳钢－水热管，易发生爆管高效传热功能消失的严重问题。碳钢－（N-甲基）中温热 管传热速率高，介质稳定性好、抗分解能力强、不与碳钢发生反应、工作温度范围250℃450℃、 蒸汽压力仅为同温度下水的1/3。为保证样板炉长期高效、安全运行，把现用第一组热管空气预热 器的热管更换为碳钢－（N-甲基）中温热管；第二组热管空气预热器的热管更换为长效碳钢－水热 管。为保证热管空气预热器长期高效运行，在烟气侧设置4台SM-50型声波吹灰器，定时吹灰。 （2）由于烟气出低温热管空气预热器的温度仅120℃，为防止烟气露点腐蚀，保证低温热管空气预热器 长周期安全运行，在设计采取的技术措施是 ①使用长效碳钢－水热管，烟气侧外表面进行烧结搪 瓷处理，提高抗烟气露点腐蚀性能。 ②隔板烟气侧表面喷涂一层防止露点腐蚀专用涂料。 ③烟气侧 设两台SM-50型声波吹灰器，定时吹灰。 ④烟气侧设有在线水冲洗设施，对传热元件定时进行在线 水冲洗。⑤内保温衬里外表面设置不锈钢保护层，防止在线水冲洗时保温衬里遭受损坏。 加热炉的热损失包含排烟损失、不完全燃烧损失和炉体散热损失。炉体散热损失约占 加热炉总供热量的1.52.5，并且只随环境温度和环境风速发生微小的变化，在实际 生产中不予控制。在燃烧器选定后，排烟损失和不完全燃烧损失与燃烧供风量有着直 接的关系。只根据排烟中氧含量控制燃烧供风量只能把排烟损失控制在预定的范围 内，对不完全燃烧损失没有控制。所以，只根据排烟中氧含量控制燃烧供风量还存在 缺陷，并不能把加热炉热效率控制在人们所预定的范围内。为把样板加热炉的热效率 控制在92左右，在技术改造设计中新增加一套FGA950型CO含量在线分析仪。氧化锆 和CO在线分析仪测定烟气中的O和CO含量并转化成电讯号送到控制室的DCS系统。DCS系 统通过对氧化锆和CO在线分析仪取得的讯号和其他工艺参数（辐射室顶部负压、炉管 温度、燃料量变化等）进行分析处理，对供风鼓风机变频调速器发出指令，变频调速 器根据指令改变供风鼓风机的转速，实现燃烧供风量调节控制（以氧含量和 CO含量串 级调节控制）。燃烧供风量调节控制采用O/CO串级调节控制技术后，即可把排烟中氧 含量控制在≦3，又可把排烟中CO含量控制在≦100PPm；克服了根据排烟中氧含量控 制供风量存在的缺陷。 燃烧供风量采用燃烧供风量采用燃烧供风量采用 燃烧供风量采用 “ “ “ “ O/COO/COO/CO O/CO ” ” ” ” 串级调节控制技术串级调节控制技术串级调节控制技术 串级调节控制技术 COCOCO CO 在线分析仪能够对排烟中的在线分析仪能够对排烟中的在线分析仪能够对排烟中的 在线分析仪能够对排烟中的 COCOCO CO 、、、 、 NOxNOxNOx NOx 、、、 、 SOxSOxSOx SOx 含量实施在线检测。样板炉设含量实施在线检测。样板炉设含量实施在线检测。样板炉设 含量实施在线检测。样板炉设 置氧化锆和置氧化锆和置氧化锆和 置氧化锆和 COCOCO CO 含量在线分析仪后，可对样板炉整个运行周期的排烟中含量在线分析仪后，可对样板炉整个运行周期的排烟中含量在线分析仪后，可对样板炉整个运行周期的排烟中 含量在线分析仪后，可对样板炉整个运行周期的排烟中 O O O O 、、、 、 COCOCO CO 和和和 和 NOxNOxNOx NOx 含量实施在线检测。使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状含量实施在线检测。使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状含量实施在线检测。使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状 含量实施在线检测。使操作工或管理者随时了解或掌握样板炉的燃烧状 况，热效率和环保指标。也使用户有了评价燃烧器真实技术水平的手段，况，热效率和环保指标。也使用户有了评价燃烧器真实技术水平的手段，况，热效率和环保指标。也使用户有了评价燃烧器真实技术水平的手段， 况，热效率和环保指标。也使用户有了评价燃烧器真实技术水平的手段， 更换看火门、人孔、防爆门更换看火门、人孔、防爆门更换看火门、人孔、防爆门 更换看火门、人孔、防爆门 看火门、人孔、防爆门是辐射室的主要漏风点，为减少辐射室漏风，将现有看火门、人孔、防爆门是辐射室的主要漏风点，为减少辐射室漏风，将现有 的看火门、人孔、防爆门更换为密封性较好的新型看火门、人孔、防爆门。的看火门、人孔、防爆门更换为密封性较好的新型看火门、人孔、防爆门。 对流室弯头箱采用全密封结构对流室弯头箱采用全密封结构对流室弯头箱采用全密封结构 对流室弯头箱采用全密封结构 为了减少对流室弯头箱漏风，在对流室弯头箱内填满致密型陶瓷纤维；在为了减少对流室弯头箱漏风，在对流室弯头箱内填满致密型陶瓷纤维；在 对流室弯头箱与封门之间加石棉绳垫片，用螺栓将对流室弯头箱与封门压紧。对流室弯头箱与封门之间加石棉绳垫片，用螺栓将对流室弯头箱与封门压紧。 新增加一套新增加一套新增加一套 新增加一套 “ “ “ “ 自动控制系统自动控制系统自动控制系统 自动控制系统 ” ” ” ” 一台炉型结构、热负荷和工艺参数相同的加热炉，采用智能控制系统进行调节与人工一台炉型结构、热负荷和工艺参数相同的加热炉，采用智能控制系统进行调节与人工一台炉型结构、热负荷和工艺参数相同的加热炉，采用智能控制系统进行调节与人工 一台炉型结构、热负荷和工艺参数相同的加热炉，采用智能控制系统进行调节与人工 调节相比，加热炉全运行周期平均热效率高调节相比，加热炉全运行周期平均热效率高调节相比，加热炉全运行周期平均热效率高 调节相比，加热炉全运行周期平均热效率高 222 2 。在技术改造中，新增加一套。在技术改造中，新增加一套。在技术改造中，新增加一套 。在技术改造中，新增加一套 ““自动控自动控自动控 自动控 制系统制系统制系统 制系统 ””，保证样板加热炉全运行周期有一个较高的平均热效率。，保证样板加热炉全运行周期有一个较高的平均热效率。，保证样板加热炉全运行周期有一个较高的平均热效率。 ，保证样板加热炉全运行周期有一个较高的平均热效率。 保证样板炉长周期高效运行的改造内容保证样板炉长周期高效运行的改造内容保证样板炉长周期高效运行的改造内容 保证样板炉长周期高效运行的改造内容 介质出口温度 为确保值 （370℃2℃） 燃料量。 根据被加热介质出炉温度 进行调节，控制指标被 加 热 介 质 出 炉 温 度 370℃2℃ 燃烧空气量。 根据燃料量和排烟O2 和CO含量进行调调。 控制指标排烟O2含 量 ≦ 3 ， CO 含 量 ≦100PPm 烟气O2含量≦3 烟 气CO含 量 ≦ 100PPm 100PPm 炉膛负压-20 Pa 调节挡板 智能控制系统的技术要求 智能控制智能控制智能控制 智能控制 系统的系统的系统的 系统的 控制目标不是排烟氧含量，而是在实现工艺介质出口温度的前提下使控制目标不是排烟氧含量，而是在实现工艺介质出口温度的前提下使控制目标不是排烟氧含量，而是在实现工艺介质出口温度的前提下使 控制目标不是排烟氧含量，而是在实现工艺介质出口温度的前提下使 燃料消耗最低，以相关的压力、流量、温度作为检测和控制的对象，设定多项控制策燃料消耗最低，以相关的压力、流量、温度作为检测和控制的对象，设定多项控制策燃料消耗最低，以相关的压力、流量、温度作为检测和控制的对象，设定多项控制策 燃料消耗最低，以相关的压力、流量、温度作为检测和控制的对象，设定多项控制策 略，动态地优选、记忆最佳路线和最优参数组合，使加热炉实现高效运行。略，动态地优选、记忆最佳路线和最优参数组合，使加热炉实现高效运行。略，动态地优选、记忆最佳路线和最优参数组合，使加热炉实现高效运行。 略，动态地优选、记忆最佳路线和最优参数组合，使加热炉实现高效运行。 智能控制系统能根据加热炉工况的变化自动调整控制规律，快速适应系统中出现的各智能控制系统能根据加热炉工况的变化自动调整控制规律，快速适应系统中出现的各智能控制系统能根据加热炉工况的变化自动调整控制规律，快速适应系统中出现的各 智能控制系统能根据加热