乙烯裝置裂解爐熱效率低的影響因素分析及提高措施

楊旭剛

摘要：在石油化工企業中，裂解爐是乙烯裂解裝置的一個重要組成部分。乙烯裂解裝置的整體運行效率的好壞，直接取決于裂解爐熱效率的高低。本文主要對影響乙烯裝置裂解爐熱效率的因素進行分析，并提出了提高裂解爐熱效率的改進措施，以促進乙烯裝置裂解爐熱效率的提高，實現石油化工生產裝置的節能減排。

關鍵詞：熱效率；裂解爐；乙烯；熱量

裂解爐是石油化工企業乙烯裝置中一個高耗能的設備，采取有效地措施提高裂解爐的熱效率，是提高整個乙烯生產裝置運行效益的關鍵所在。而在乙烯裝置實際生產運行過程中，由于生產過程受各方面因素的影響，裂解爐的熱效率不是很高，因此，加強有關影響裂解爐熱效率因素的分析及采取改進措施具有重大的意義。

一、影響乙烯裝置裂解爐熱效率低下的因素分析

（1）裂解爐設備原因導致熱效率低

1）火嘴存在堵塞情況?；鹱煸诹呀鉅t長時間的運行中，可能存在堵塞的情況，而一旦火嘴發生堵塞，就會影響裂解爐爐膛內部的熱量分布不均勻，從而影響裂解爐整體的熱效率。

2）裂解爐上進出爐膛的對流段模塊安裝密封不嚴。為了防止對流段熱量的損失，就要有效地防止外界冷空氣的進入，應對進出爐膛的對流段模塊進行密封處理，如果對流段模塊密封性不好，在對流段積灰嚴重的情況下，就很容易導致二次燃燒現象，這樣不僅造成了熱量損失，而且還可能使得對流段爐管出現損壞現象。

3）裂解爐爐膛內襯里安裝不到位或者材料老化。爐墻散熱主要包括輻射室爐墻散熱和對流室爐墻散熱兩個主要方面，為了有效地減少熱量的損失，在爐墻上涂有一層保溫材料，完好的爐墻保溫襯里可以有效的將熱量進行阻擋反射，進而減少經過爐墻鋼結構傳導損失的熱量，起到保溫效果。如果裂解爐爐膛襯里保溫材料安裝不到位，會嚴重影響裂解爐的熱效率。而隨著裂解爐生產運行的周期的增加，爐膛內襯里的保溫材料就會發生損壞或者材料出現老化現象，導致爐膛內熱量大量損失，熱效率降低。

（2）裂解爐的排煙溫度對熱效率的影響分析

裂解爐的排煙溫度對于裂解爐的熱效率的影響非常巨大，尤其是在管式裂解爐中，排煙溫度導致的熱損失更大，裂解爐熱效率也就越低。而裂解爐排煙溫度過高主要受以下兩二方面因素的影響。

1）裂解爐原料結構發生變化。在石油化工乙烯裝置生產過程中，對于乙烯裝置裂解爐的原料是有一定的投用比例要求的，如果輕質原料投用比例過高，就會增加裂解溫度，進而使得裂解爐排煙溫度升高，增加了損失，降低了裂解爐的熱效率。

2）裂解爐對流段有積灰。在乙烯裂解爐生產裝置中，對流段一般都設有中壓吹灰系統來消除積灰。但是在長時間的生產使用過程中，對流段就會出現積灰，加上不能進行在線清理維護，積灰就會愈發嚴重，當積灰厚度達到一定程度時，就會影響到吹灰系統的正常運行，甚至導致生產故障，從而使得裂解爐的排煙溫度升高，造成熱量的大量損失，使得裂解爐的熱效率低下。

（3）裂解爐煙氣的氧含量對熱效率的影響分析

裂解爐煙氣的氧含量偏高是導致裂解爐熱效率低的一個重要原因。在正常的生產狀態下，在同等排煙溫度下，過?？諝庀禂翟礁呦鄳臒嵝示蜁降?，也就是說煙氣熱會隨著過?？諝庀禂档纳叨黾?。而導致裂解爐煙氣含氧量偏高的原因主要有以下三方面。

1）裂解爐對流段密封不好存在漏風現象。裂解爐對流段密封不好存在漏風，就會使得煙氣中的含氧量增加，從而導致降低了裂解爐的熱效率。

2）裂解爐原燃燒器燒嘴設計不夠科學合理。燃燒器燒嘴孔徑偏小、位置高度不合適等都會影響燃料氣的線路和反射速度，從而導致火焰添爐等情況的發生，而為了避免這種現象，裝置操作人員只能加大風門開度，進而增加爐膛內的含氧量，因而導致裂解爐熱效率低。

3）裂解爐風門系統調節控制不精確。風門系統調節的精確度非常關鍵，因為通過控制風門開度的大小，可以對裂解爐的火焰燃燒狀況進行調節。但是由于有些裂解爐裝置的風門系統采用的是人工操作，缺乏統一的火焰調節標準，增加了操作難度，使得風門調節彈性大，火焰燃燒狀況不穩定，從而增加氧含量，降低了裂解爐的熱效率。

二、裂解爐熱效率的提高措施

（1）采用空氣預熱技術

在裂解爐運行過程中，燃料的燃燒會提高空氣的溫度，采用空氣預熱技術可以有效的改善爐膛內的燃燒條件，加快燃燒反應速度，提高燃料燃燒的效率，從而降低過?？諝庀禂?，降低煙氣中的氧含量和排煙溫度，從而提高裂解爐的熱效率。

（2）改進裂解爐漏風點

要對乙烯裝置裂解爐漏風處進行科學的改進。裂解爐中的底部點火孔、關火孔等屬于漏風處，可以采取合理的改進措施以減少漏風，避免熱量損失。比如，為避免關火孔在長期的使用中變形而出現縫隙，可在蓋板處采用模塊化保溫，同時增加保溫墊，以提高裂解爐爐體的密封性，在點火孔處設計旋片式風門，減少漏風造成的熱量損失，提高裂解爐熱效率。

（3）降低裂解爐爐墻的熱量損失

為了有效地提高裂解爐的熱效率，減少爐墻的熱量損失是一個非常重要的指標。要加強裂解爐裝置的日常檢查與維護，定期檢查爐墻內襯里保溫材料的完好情況，對于襯里保溫材料損壞嚴重的情況，要及時進行更換。

（4）加強日常管理與維護

首先，應當嚴格根據裂解爐的各項指標進行日常操作，避免裂解爐設備超負荷運轉；其次，要加強爐膛負壓、燃料氣壓力、以及火嘴等影響因素的控制，一旦發現異?，F象就要采取措施進行優化或整改，以確保裂解爐裝置處于平穩的運行狀態。此外，要加強作業過程的監督，確保操作人員對裂解爐裝置操作、檢修的規范性，以及對存在的問題能夠得到切實有效的落實，確保安裝工程質量，減少爐膛內的熱量損失，提高裂解爐熱效率。

（5）強化裂解爐火焰管理，有效降低排煙溫度

為了達到優化裂解爐火焰的目的，提高裂解爐風門調節的精確度，可以對裂解爐火焰采用二次調節的方式進行優化。首先，根據裂解爐常用的投油負荷對調節標準進行大概的制定，然后在每次裂解爐負荷調整后根據制定的調節標準對火焰進行初調，將裂解爐火焰限制在一個較優的范圍內，之后再根據現場火焰的實際情況對風門進行精細調節。鑒于燃料中的硫含量已得到很好控制，對流段已不會發生露點腐蝕現象，因此可通過適當的降低原料的預熱溫度，來增加原料與對流段煙氣的溫度，進而降低排煙溫度。另外也可以采取在對流段增加吹灰器的方法，通過利用蒸汽吹灰、聲波吹灰及化學吹灰、清洗等方法進行在線吹灰，使排煙溫度降低。

結束語

裂解爐是乙烯裝置中的重要的龍頭裝置，提高裂解爐熱效率能夠有效地提高乙烯生產裝置整體運行效益。鑒于影響裂解爐熱效率的因素諸多，在裂解爐裝置實際生產操作與管理過程中，應針對各種影響因素進行分析和研究，科學合理地采取相應的改進措施，更為合理的控制裂解爐生產運行過程中的各種熱量損失，以切實提高裂解爐的熱效率。

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