延遲焦化裝置主要設備及操作

1、第四章 延遲焦化裝置主要設備及操作管理 延遲焦化裝置主要設備有分餾塔、焦炭塔、加熱爐、氣壓機、汽輪機等。因為其功能 作用不同，因此在結構及使用方面有著自身的特點。4.1 加熱爐4.1.1 加熱爐的作用、構造 (1加熱爐的作用 加熱爐是延遲焦化裝置的重要設備，它在在整個裝置的總投資中占著很大的比例。它 的作用是將油品加熱，使油品在焦炭塔里進行反應有足夠的熱量。為滿足生產(chǎn)的需要，因為延遲焦化工藝條件的特殊，對加熱爐有苛刻的要求：熱傳遞 速度快；高的原料油流速或者油品在爐管內(nèi)停留時間短；壓力降??；爐膛的熱分配合理， 表面熱強度均勻等。(2熱量的傳遞 加熱爐的熱量來源是燃料的燃燒，燃料一般用燃料氣(瓦

2、斯 或重質油 ( 焦化原料渣油 。當燃料在爐膛里燃燒時，產(chǎn)生1100C以上的高溫煙氣。高溫煙氣用輻射傳熱方式將大量的熱量傳遞給輻射室的爐管，被油品帶走。爐墻吸收的熱量，除少數(shù)被散熱損失外， 因為溫度高也以輻射方式傳遞給爐管。爐膛里的傳熱方式，90%以上為輻射傳熱，所以叫輻射室。煙氣在輻射室內(nèi)給出熱量以后，溫度降到約700950 C ,借助煙囪的抽力，繼續(xù)上升到對流室。在對流室里，爐管是采用緊密的交叉排列，管內(nèi)物料與管外煙氣換熱，煙氣是 以強制對流方式將熱量傳遞給對流爐管內(nèi)的油品的。煙氣經(jīng)過輻射、對流、過熱蒸汽及注水預熱爐管，然后約在200250 C通過煙道煙囪排入空中。這么高溫度的煙氣排空，要

3、帶走大量的熱量，煙氣的溫度越高，帶走的熱量就越多， 加熱爐的熱效率就越低。所以，如何減少熱損失，提高加熱爐的效率，對于爐型選用和設 計、生產(chǎn)操作與管理都應該引起重視。(3 加熱爐的構造 煉油廠的加熱爐型式很多，結構也不一樣。但是，一個完整的加熱爐，不管形式如 何，大致都由以下部分組成。 輻射室輻射室也稱為爐膛，這是燃料燃燒和輻射放熱 (或油品吸熱 的地方，輻射室排列著供油品加熱用的爐管，爐管的編號順序一般都是人下向上編排，即最下面的一 根為第一根。爐管兩端由管板和固定吊掛支撐，管板、吊掛因爐型結構不同而不同。 對流室對流室也稱對流段，是高溫煙氣對流放熱( 或油品吸熱 的地方。立式爐和無焰爐都把

4、對流室放在輻射室的頂上，對流室排列著供油品加熱的對流爐管，對熱蒸汽 管和注水預熱管，靠各式管板固定在對流室內(nèi)。爐體從外表看，對流定比輻射室體積小得多。但是，內(nèi)部排列著密密麻麻的爐管，目 的是強化對流傳熱，降低煙氣溫度，提高爐的熱效率。 燃燒器燃燒器也稱火嘴，是加熱爐提供熱量的部件，各種氣體 (或液體 燃料通過各式火嘴來燃燒發(fā)熱。火嘴是根據(jù)爐型、燃料種類和每個火嘴提供熱量的多少而選擇的。如圖 4-1-1 圖 4-1-3 所示。 煙道及煙囪 煙道和煙囪是加熱爐煙氣集合和排放的地方，立式爐和無陷爐的煙 道煙囪均放在對流室的上面。煙囪的粗細和高度是根據(jù)煙氣量和煙氣阻力來設計的。 彎頭及彎頭箱 每根爐管

5、之間是靠彎頭連結的，目的為了換管和檢修方便。根據(jù) 爐管尺寸、材質、流向以及生產(chǎn)條件選擇合適的彎頭型號規(guī)格，一般焦化加熱爐的輻射爐 管回彎頭是 25 級的，材質是鉻鉬合金，如圖 4-1-4 所示?；貜濐^系列中按壓力分為25Mpa 65Mpa lOOMpa三種通徑有 60、89、102、114、127、152、219mm七種，殼體材質有 ZG25 30CrMoA Cr2Mo Cr5Mo 四種?；貜濐^的代號表示方法為：級數(shù)-轉向（90 或180 通徑-一管心距一一側管規(guī)格。如：25-180$ 127 215,即是25級、180。轉向、通徑127伽、管心距215 伽。又如6590 -$ 102，即疋6

6、5級、90。轉向、通徑102伽的回彎頭。90異徑變頭表示方法為25 90 $ 152/127 , 180焊接彎頭表示方法為25 180 $ 102 203（焊。四聯(lián)彎頭表示為 25102 172（四聯(lián).回彎頭的選用是根據(jù)加熱爐的操作溫度、壓力等級標準而定。回彎頭壓力、溫度等級如表4-1-1所示。彎頭箱是彎頭集中的長方箱，立式爐輻射彎頭箱在兩側，無焰爐彎頭箱在中間。目的 為了檢修拆卸彎頭方便。 爐墻和鋼架鋼架固定在基礎上，構成爐體的主要框架，爐體的一切重量完全通過鋼架支撐在基礎上，除爐管外鋼架是加熱爐耗鋼較多部分，所以，合理選擇爐型是節(jié)約 投資的關鍵。爐墻是用耐火保溫材料（磚砌掛在鋼架上的，它有

7、保溫密封的作用。加熱爐的熱量損失大小與爐墻的砌筑質量關系很大。一般要求爐墻嚴密保溫性能好，熱損失不大 于5 %左右為佳。表4-1-1回彎頭壓力、溫度等級公稱壓力Py回彎頭和壓緊螺栓支介質工作溫度/ C堵頭材質承架的材質410450475500525550 |操作壓力/Mpa2.5ZG2535Cr2.52.01.430CrMoA30CrMoA3.52.52.51.6Cr2Mo3.82.51.6Cr5Mo3.86.5ZG2535Cr6.55.03.530CrMoA30CrMoA6.55.04.04.02.8 1Cr2Mo7.05.54.02.8Cr5Mo7.05.510.0Cr2Mo30CrMoA

8、10.08.06.04.0Cr5Mo10.08.06.04.0 輔助設備加熱爐除上述主要組成部分外，還有確保安全以及借供操作檢修方便的一些輔助設備。如防爆孔、看火孔、爬梯、平臺、煙道擋板及調(diào)節(jié)手柄等。（2立式管式加熱爐立式管式加熱爐是焦化裝置用的較多的一種爐型，結構如圖4-1-5所示。立式爐的爐膛為長方形，輻射爐管排列在靠近爐墻的兩側，火嘴等到距離的分布在爐 底中心線的兩側，為了提高輻射能力及避免兩側火焰互相干擾，還在爐底中心線上（即兩排火嘴之間 ，用耐火磚砌有一道高約 1.31.5m的花墻。從圖4-1-5看出，物料在立式爐輻射室的流向，都是上進下出，然后集合在一起去焦 炭塔。從外表看，這種流

9、程不必要，既耗費鋼材，又消耗動力。但是，仔細分析一下卻不 然。從爐膛燃燒熱量分配角度看，立式爐火嘴雖在下面，但高溫煙氣卻在上面大量偉熱， 下面是以輻射爐墻傳熱為主。換句話說，就是輻射室的上部熱量大，下部熱量少。從熱傳 遞的道理講，是希望溫度較低的油品首先在高溫區(qū)吸熱較好。因為溫度差熱傳遞的推動力大），在相同流量和時間內(nèi)油品所獲得的熱量就多，熱利用也就好。據(jù)上述分析可知， 這種流程的好處是： 上進下出的流向可以保證油品在單位時間里取得最多的熱量，滿足焦化工藝過程中 對加熱爐傳遞速度的要求。 上進下出的流向，可以保證油品在高速狀態(tài)下經(jīng)過臨界反應區(qū)，單吸熱而少發(fā)生反 應，避免加熱爐出口幾根爐管和轉油

10、線結焦。生產(chǎn)實踐證明，第七根至爐出口到轉油線這 一段結焦很薄，有時還不結焦。立式爐設計在我國已系列化，根據(jù)熱負荷的大小有800、1000、1200GJ/h等多種，因為立式爐具有供熱能力大，操作方便，容易調(diào)節(jié)，金屬耗量少，占地面積小，投資少等優(yōu) 點，發(fā)展很快，應用較廣。立式爐設計參數(shù)如表4-1-2所示。3）無焰板式燃燒爐 無焰爐）無焰板式燃燒爐 無焰爐）如圖4-1-6所示。由圖4-1-6可知，火嘴排在兩邊構成爐墻，氣體燃料通過噴嘴在26400個小孔里燃燒，形成極短的火焰，把火嘴磚加熱燒紅，從而爐墻就成了兩個均勻的發(fā)熱面，達到理想 的傳熱效果。我國第一座大型無焰爐是1964年在大慶石油化工總廠建設

11、投產(chǎn)，其他煉油廠也相繼建成和投產(chǎn)。實踐證明，無焰爐結構簡單、省鋼材、占地面積小、效率高、無噪音、操作 方便、調(diào)節(jié)靈活。立式管式加熱爐及無焰爐的爐管排列及油品流向，各套裝置不一樣，見圖4-1-7至圖4-1-9。但總的指導思想都是從傳熱、熱分配均勻、增加爐管表面熱強度、減少結焦角度出 發(fā)。表4-1-2立式爐原設計參數(shù)表序號12名稱輻射對流注水過熱 蒸汽輻射對流注水過熱 蒸汽介質渣油渣油軟化水蒸汽渣油渣油軟化水蒸汽進口溫度/C390/5230/1060/25120/2390/25230/1090/28150/10出口壓力510/5370/4250/25220/2510/5370/4250/25220

12、/10/Mpa000 60*40000 60*60爐管尺寸 77.2效率/ %880爐膛溫度/ c冷油流速1.531.1/(m/s煙囪（內(nèi)徑*0 1650*1590高/伽4.1.2加熱爐的操作4.1.2.1 烘爐凡是新建加熱爐或爐膛經(jīng)過大修、翻新、改造的，在開工前都要進行烘爐。1）烘爐的目的烘爐的目的是為了緩慢除去爐墻砌筑過程中積存的水分，并使耐火膠泥得到充分燒 結。否則這些水分不去掉，開工時爐溫上升很快，水分要急劇蒸發(fā)汽化，會造成磚縫膨脹 裂紋，耐火膠泥脫落，甚至于爐墻倒塌。2）烘爐的操作事先應當做好烘爐的準備，對爐體應做全面的檢查，包括：對施工質量進行驗收；檢 查爐墻砌筑 磚縫、煙道、膨脹

13、縫）情況；檢查爐墻及保護層的質量如何；檢查爐管、回 彎頭、堵頭、頂絲、花板、吊板、防爆門、看火孔及火嘴安裝情況；準備好燃料油或瓦斯 的供應工作；準備好點火工具及消防安全器材；爐管及管線貫通完畢。完成以上幾項工作后，然后按烘爐升溫曲線一步步地進行。烘爐升溫曲線如圖 4-1-10 所示。烘爐過程中要嚴格執(zhí)行升溫曲線，防止超溫超壓，要嚴格控制每個階段的升溫和降溫 速度，在降溫過程中要作好燜爐，烘爐結束后要認真檢查耐火膠泥有無裂紋、脫落，爐管 管架有無變形，基礎是否下沉等。4.1.2.2 點火加熱爐的點火是開爐生產(chǎn)的第一步，點火前后準備工作很重要。1）準備工作 關好人孔、防爆門、回彎頭箱門，根據(jù)平常開

14、爐經(jīng)驗和季節(jié)氣候變化調(diào)好煙道擋 板，約開一半為宜。 引瓦斯趕空氣，采樣分析含氧量小于1%,否則點火易回火，甚至爆炸傷人，損壞設備。 如果用燃料油，可事先加熱至8090C左右，脫干凈水，并啟動燃料油泵循環(huán)，在寒冷的北方要特別注意燃料油的伴熱線保持暢通。 爐管通汽掃凈，準備進油。2）點火方法 加熱爐點火不同于平時點火那么簡單，要遵守一定的操作方法和點火步驟： 向爐膛吹蒸汽趕瓦斯向爐膛吹蒸汽趕瓦斯先要嚴格檢查爐前瓦斯總閥門是否關嚴，把各火嘴的瓦斯閥門也關死，打開爐膛兩邊的來火蒸汽閥門，向爐膛大量吹汽，把爐 膛內(nèi)殘留或因閥門不關串進來的瓦斯全部趕走。這樣，不易因空氣和瓦斯混合達到爆炸極 限而遇火發(fā)生爆

15、炸。爐膛吹汽趕瓦斯是否干凈，應當采樣分析或者以煙囪冒汽為準，吹汽 時間長短應根據(jù)具體情況而定，一般約1015min。 點瓦斯火嘴點瓦斯火嘴時應稍開二次風門，把用柴油浸透的棉紗纏成點火棒點著，由點火孔送入火嘴前，緩慢開火嘴瓦斯的小閥門，看到著火后，再開大瓦斯閥，取出 點火棒，關好點火孔門，然后適當調(diào)節(jié)瓦斯、風門。 點油火嘴點油火嘴時應稍開二次風門，放凈霧化蒸汽中的凝結水，再慢開油閥、蒸汽閥，使燃料油霧化噴出，迅速把點火棒點著送到火嘴前，從看火也前看到點著后 再適當調(diào)節(jié)油、汽配比。油火嘴一般比瓦斯火嘴難點，有時幾次點不著，或點著冒大火 等。其原因可能有：剛開爐時，爐膛溫度低，特別是寒冷的北方冬季開

16、爐時更突出；燃料 油帶水或油溫太低黏度大，霧化不好；油和蒸汽的配比不當，給汽過大易來，給汽太小又 容易噴油冒大火。所以，開爐點火時，一般是先點瓦斯嘴指有燃料氣的地方），等爐膛溫度上升時，再來瓦斯火點油火。 點火應注意安全無論點什么火嘴，點火操作時人不能面對火嘴，要側著身子，以免回火傷人。 點火順序立式爐和無焰爐的火嘴數(shù)量都很多，而且根據(jù)加熱爐的升溫速度也不能一下全點著。所以，在逐漸升溫增加火嘴的時候，要兩邊一樣多，先點兩頭后中間，對 稱交錯點火為宜，目的是為了保證從開工點火起，不要因爐管或部件受熱不均而影響使用 壽命。4.1.2.3 正常操作及調(diào)節(jié)加熱爐進料流量和出口溫度是延遲焦化的重要工藝指

17、標，它直接影響到整個裝置的產(chǎn) 品質量、產(chǎn)率、處理能力和開工周期。所以，要想實現(xiàn)裝置長周期安全平穩(wěn)生產(chǎn)，必須保 證加熱爐進料量和出口溫度的平穩(wěn)。加熱爐的進料量和進料溫度是靠進料油泵出口壓力和 分餾塔底的溫度平穩(wěn)來保證的；靠操作人員的高度責任心，嚴格的崗位責任制和過硬的基 本功來實現(xiàn)的。為此必須做到燃料正常燃燒，加強檢查和及時細心調(diào)節(jié)。1）燃料的正常燃燒 燃料燃燒的好和壞，給人的直觀感覺是火焰?；鹧媸侨剂险Ｈ紵臉酥净鹧婧檬钦?常燃燒的標志。但是，正常燃燒并不完全等于火焰好，要想達到火焰好，在正常燃燒的基 礎上還要做很大努力才能實現(xiàn)。2）火焰好壞的判斷方法 火焰好壞的判斷是：燃燒完全，爐膛明亮清

18、晰，爐墻爐管表面沒有顯著明暗陰影；瓦 斯火陷呈藍白色，油火焰呈淡黃色；火焰高度一致，不干擾、不偏斜，不打圈、不撲爐 管，做到多嘴、短焰、齊火苗；煙囪冒煙無色或淡藍色。3）正常燃燒的影響因素 燃料性質的變化。隨著燃料油餾分的輕重或燃料氣的貧富組成的變化，都會影響燃 料燃燒發(fā)熱量，從而影響爐溫的波動； 燃料壓力變化。燃料壓力的變化說明進爐的燃料量發(fā)生變化，對同一燃料熱值而 言，發(fā)熱量就要變化，也引起爐溫波動。 燃料中的雜質及是否帶水。如果燃料油帶水會使火焰冒火星、喘息，甚至熄火，同 時因水發(fā)生汽化而吸熱，火焰溫度降低，燃燒速度下降；如果燃料氣帶油，因為油的汽化 燃燒也造成火焰不好，同時在相同的噴嘴

19、孔徑情況下，油進入爐膛容易使爐內(nèi)滿膛大火， 嚴懲時將影響安全生產(chǎn)。 燃料和空氣的混合。立式爐無論燒油還是燒瓦斯，均需適量的霧化蒸汽，使瓦斯與 空氣混合良好。配汽量過小霧化不好，火焰尖端發(fā)軟發(fā)飄無力，呈暗紅或黃色，燃燒不完 全；配汽量過大，火焰發(fā)白，短小有力，容易滅火，浪費燃料和蒸汽。無焰爐燒的是高壓 瓦斯，故不用配汽，靠瓦斯的高速噴射攜帶空氣達到混合的目的。 入爐空氣量的變化。燃料燃燒的三要素之一是氧氣充足，氧氣用量平時是以入爐空 氣量來衡量的。入爐空氣量太小，燃燒不完全，爐膛發(fā)暗，火焰發(fā)紅；入爐空氣量過大， 爐膛雖呈淡黃色，但火焰上煙氣亂竄，爐管氧化脫皮厲害。入爐空氣量是通過幾門和煙道 貌岸

20、然擋板開度大小來調(diào)節(jié)的。除此之外，還受外界氣溫風力大小變化的影響，爐漏風更 為明顯。4.1.2.4 調(diào)節(jié)方法與主要工藝指標的分析 1）加熱爐進料量和爐子出口溫度的關系 在正常操作的情況下，應當保持進料量平衡。進料量大小與處理量高低有關，大幅度 的提量或降量，除特殊情況外是不允許的。如果想控制循環(huán)比不變，分餾塔底溫度因為焦 炭塔的預熱和切換等操作可能發(fā)生變化，這時若要保證爐出口溫度平衡，除了搞好正常燃 燒外，必須適當暫時的降一點進料量。否則就會出現(xiàn)爐出口溫度燒不上去，火焰加大，爐 膛溫度升高等不良傾向。如果想保持進料量和爐出口溫度不變，只有用改變循環(huán)比的辦 法，保證分餾塔底溫度不變來達到。2）爐

21、膛溫度和爐出口溫度的關系 爐膛溫度一般指煙氣離開輻射室的溫度，也叫火墻溫度。燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，在爐膛內(nèi)是通過傳導、輻射和對流三種方式傳給爐管內(nèi)油品， 其中輻射熱量占90%左右，傳熱量的大小與爐膛溫度和管壁溫度有關。輻射室傳熱公式為Q=19.623 2 A 輻T/100 ） 4-kJ/h式中Q輻射室總傳熱量，kJ/h ;e系數(shù)，與爐型、火焰情況、爐管排列等有關；A輻 輻射室爐管外表面，怦；T爐膛膛濃度，K;?爐管溫度，K;h對流給熱系數(shù)，kJ/（h C 。從公式可以看出，在輻射室內(nèi)輻射傳熱量大小與爐膛溫度四次方和爐管壁溫度四次方 之差成正比。簡單地講爐膛溫度高，輻射室的輻射和對流傳熱量就大。所

22、以，爐膛溫度變 化曲線與爐出口溫度變化曲線一致。爐膛溫度高低，在進料溫度和流量不變的情況下，主 要由燃料量和火焰調(diào)節(jié)好壞決定的。有時因調(diào)節(jié)火焰不當，致使爐膛溫度某一點升高或下 降，就是這個道理。從數(shù)學公式角度看，爐膛溫度越高越好。但是，不能無限提高爐膛溫度。爐膛溫度過高，輻射爐管表面熱強度 每平方M爐管表面積每小時所傳遞的熱量）過大，引起管壁溫度 升高，爐管易于結焦，同時進入對流室煙氣的溫度也過高，對流爐管也容易變形燒壞。另 外因為爐管結焦造成傳熱系性能傳熱系數(shù)）大大下降，要達到相同加熱爐出口溫度有必要使爐膛溫度更高，這樣形成一個惡性循環(huán)，對焦化爐長周期運轉十分不利。所以，在延遲 焦化裝置正常

23、生產(chǎn)中如果爐膛溫度上升的快，表明爐管結焦嚴重，應該引起注意。當然爐 管結焦不完全是因為爐膛溫度高造成的，還與局部過熱、爐管排列、油品流向、原料性質 等多種因素有關。加熱爐爐膛溫度不但是生產(chǎn)的主要指標，也是設計中的重要工藝參數(shù)，通常設計人員 是根據(jù)加熱爐熱負荷和爐管材質而計算規(guī)定的。所以，操作過程中，不能長期超過規(guī)定指 標。一般焦化立式爐爐膛溫度 800850 C左右，無焰爐在 750780 C左右。3）注水量與爐膛溫度的關系 焦化加熱爐一般采用注水的方法來提高油品在爐管內(nèi)的流速，縮短停留時間，減少結 焦。注水有增加流速、縮短停留時間、減少結焦的好處；但也有增加加熱爐負荷、壓力降 等缺點。注水量

24、的大小與焦化原料性質、處理量、設備負荷有關。所以注水量大小要選擇 合適，大體為處理量的 2%左右。爐膛溫度在其他條件不變時，隨著注水量的增加而要提高。因為1kg35 C的水加熱到500 C，需要熱量為 3347kJ/kg。如果注水量為每小時 1500kg,那么需要熱量為 5020MJ/h , 約占有效熱負荷的 10%。因為不適當提高注水量引起爐膛溫度升高也是爐管結焦的一個因 素。爐管結焦后，管徑變小，油品流速增加，壓力降也要增加。在保證進料量不變情況 下，注水壓力也必須上升。為此，從注水壓力上升速度也可以判斷爐管結焦程度。在設計 規(guī)定的加熱爐輻射爐管入口壓力范圍內(nèi)時，還可以繼續(xù)生產(chǎn)，當超過壓力

25、或安全閥定壓）時，就得停工，或者降輻射進料量，或者降注水量。4）風門開度與全爐熱效率的關系燃料燃燒是燃料中的碳和氫的氧化過程，產(chǎn)生二氧化碳、水，并放出熱量。1kg 的燃料完全燃燒需用的理論空氣量視燃料的組成不同、種類不同，其計算公式也 不同。理論計算空氣量不能保證完全燃燒，實際上入爐空氣量總比理論計算值大一些。二者 之比叫做空氣過剩系數(shù)，常以a 表示。a=L 實際 /L 理論式中 L 實際實際入爐空氣量 質量）， kg 空氣 /kg 燃料；L 理論理論計算的空氣量 質量）， kg 空氣 /kg 燃料。從公式中看到過?？諝庀禂?shù) a 有大于 1，等于 1 或者小于 1 三種情況。在正常的情況 下過

26、?？諝庀禂?shù)總是大于 1 的，但過?？諝庀禂?shù)太大有如下的缺點： 進爐空氣太多，爐膛、火焰溫度下降，爐出口溫度燒不上去。 煙氣量增加，帶走熱量也增多，降低了全爐熱效率，又浪費了燃料。 爐管容易氧化脫皮、管子損失加快。空氣是由火嘴的一、二次風門進入的，進入量的多少，是由爐膛負壓或煙道擋板開度）及風門開度的大小決定的。由此可見，風門和煙道擋板開度與加熱爐熱效率有關，操 作中不能隨便調(diào)節(jié)風門，特別是煙道擋板更不能亂調(diào)亂動，應該看準再調(diào)。4.1.3 加熱爐爐管的燒焦4.1.3.1 爐管結焦的判斷 爐管結焦的判斷方法是憑實際操作經(jīng)驗和查儀表的記錄指示。具體情況如下： 爐管的局部結焦可以從爐管表面顏色不一樣來

27、判斷。結焦的地方，因為焦炭、鹽垢的傳熱系數(shù)小，而使爐管表面溫度高，顏色發(fā)暗紅色，或者有一些灰暗的斑痕，而其 他地方爐管則呈黑色。發(fā)現(xiàn)這種局部結焦時，就要注意多觀察多檢查，把局部結焦的爐管 左右火嘴的火焰適當調(diào)小，防止繼續(xù)發(fā)展。 多數(shù)爐管結焦在爐輻射進料量和其他指標不變時，爐膛各點溫度逐漸升高，使爐管顏色發(fā)暗紅、阻力降增加，注水壓力上升；或者爐膛溫度升高，爐輻射出口溫度步 去，焦炭塔頂溫度下降、焦炭質量不合格。如果溫度反應不靈，證明溫度控制熱偶保護套管結焦嚴重。出現(xiàn)這種大量嚴重結焦 時，就應該停工燒焦。若還要堅持生產(chǎn)，那就應該降量，增加循環(huán)比，認真參考其他各點 的溫度 25根爐管溫度，焦炭塔底的

28、溫度）、焦炭質量來控制加熱爐出口溫度。4.1.3.2 空氣蒸汽燒焦的原理爐管內(nèi)的結焦 焦炭和鹽垢），在高溫下和空氣接觸燃燒，利用蒸汽控制燒焦的速度并 帶走多余的熱量，防止局部過熱、保護爐管。同時，因為空氣、蒸汽和燃燒的氣體以較高 速度在爐管內(nèi)流動，將崩裂和粉碎的焦粉和鹽垢，一同帶出爐管。空氣蒸汽法清焦的原理流程如圖 4-1-11 所示。4.1.3.3 燒焦 燒焦的準備工作停加熱爐，350 C后熄火，用1Mpa蒸汽吹掃爐管內(nèi)存油，放掉壓力和冷凝水拆卸爐管堵頭 預測結焦較厚的幾根爐管堵頭），檢查焦厚，做好數(shù)據(jù)記載和 分析，為清焦和燒焦作參考。裝上儀表，給上堵頭，改好燒焦流程，準備好燃料、工業(yè) 風、

29、蒸汽。爐管正工燒焦前，有時采用熱水泡焦沖洗。用熱水先沖洗，然后再燒焦有很多優(yōu)點， 既回憶了燒焦速度，又處長了爐管的壽命，就根據(jù)具體情況適當選擇水沖洗的條件。 點火升溫準備工作完成后，點火以 50C/h升溫，到爐膛溫度時，再以300C升溫到500 C左右。 在爐膛達到 550 C以前可以大量吹汽，把脫落崩裂的焦粒帶走，防止在通風的時候 堵管。 在爐膛達到 550 C時，減少吹汽量，少量開始通風。每半小時左右關掉風閥，大量 給汽吹掃一次。 經(jīng)反復多次通風吹掃，慢速燒焦、焦粉減少，爐管溫度可升高到660 C,適當開汽通風，加大風量。從儲焦場見到鹽垢焦塊直徑不大于7 mm以上時，說明風量較大，燒焦速度

30、太快，容易堵管，應減少風量。 經(jīng)過中速燒焦，爐管內(nèi)的結焦大部分燒完，但還可能有些硬焦不好燒。這時應當再 提爐膛溫度到 630C左右 最高不大于 650C）,加大風量，減少蒸汽，進行快速燒焦，直 到燒完為止?？諝庹羝褰範t溫曲線如圖 4-1-12 所示。4.1.3.4 燒焦和燒焦已凈的判斷方法1）燒焦正常的判斷 通風后，爐管溫度由低到高，自通風方向爐管顏色稍微變紅，并逐步前移，這說明爐 管內(nèi)焦炭已經(jīng)燒著。如果呈暗紅色或桃紅色，說明通風量太大，應當減少風量加大吹汽 量。燒焦速度以每次燒12根為宜，不要太快，燒焦速度用風量控制。所以燒焦過程中要 嚴格控制風量和蒸汽量配比及通風時間，通常司爐工都用風閥

31、、汽閥的開度大小來靈活掌 握，做到心中有數(shù)。從儲焦場看到吹出焦塊粉直徑小于 7 mm,冒出的煙汽發(fā)黑并夾帶大量的粉末。2）燒焦的異常現(xiàn)象和判斷 司爐工對燒焦工作應特別細心。這個工作看起來很簡單,如果沒有一定實際經(jīng)驗,碰 到以下問題就很難解決。 通風后焦燒不著判斷方法是通風時間長爐管不變色,出口無焦粉、溫度不上升。原因可能是：通風量小、通汽量大；爐膛溫度低,焦沒有達到燃燒溫度；爐管結焦堅 硬,含鹽多；風壓不足,風量不夠。 爐管內(nèi)焦燒一半就滅了判斷方法是爐管暗紅一半再不前移了。這種現(xiàn)象容易在開始發(fā)生。原因可能是：爐膛溫度低,達不到燃燒條件；爐管結焦不均勻,中間有斷條的 地方；反復通風、通汽的配比和

32、時間不當；塊焦和粉焦堵?。伙L壓不足,風量不夠。 堵管判斷方法是：通汽、通風的流量表指示回零；通風通汽后管線沒有介質的流動聲音；排汽口不見冒汽。原因可能是：燒焦速度太快；風量大、時間長,結焦大量崩 裂；通汽量小,時間短,崩裂的焦塊吹不動、吹不走、吹不干凈；結焦質量松軟,易脫落 崩裂,個別彎頭結焦太多,不暢通。 堵焦的位置一般是根據(jù)燒焦過程中爐管的顏色變化明顯的交界處來判斷哪根爐管堵了。有時,也不堵在爐管中,而是在彎頭處,這就不太好找,只有先判斷堵的范圍, 在范圍內(nèi)一根根敲打堵頭,通汽試找。 轉油線焦燒不著判斷方法是：用破布或棉紗往轉油線上試一下,看破布棉紗是否能燒著。原因是：轉油線在爐體外,熱損

33、失大,溫度低,達不到焦炭燃燒溫度；轉油線 粗,通風量?。晦D油線結焦很薄不好燒。3）燒焦干凈的判斷 燒焦徹底不徹底,對檢修和開工都有關系。力爭每次燒焦徹底干凈,給檢修清焦創(chuàng)造 有利條件。但是,實際上燒焦常常因爐管結鹽或燒焦技術不熟練,而影響燒焦質量。判斷方法是：爐管的顏色經(jīng)燒焦后,依次由前至后,全部由暗紅變黑,證明焦已燒 完；排焦口經(jīng)反復吹掃無黑灰焦粉。4.1.3.5 降溫熄火根據(jù)上述方法，判斷燒焦完了后，可以停汽，保持爐膛溫度，大量通風10mi n目的是最后檢查焦是否已燒凈）。然后以50C/h降溫，當爐膛溫度降到 350C時熄火，然后打掃干凈開始檢修。4.1.4 加熱爐的簡單工藝計算4.1.4

34、.1 計算的目的 加熱爐的工藝核算,是為了剖析加熱爐在生產(chǎn)使用中的性能情況,找出存在問題,提 出解決的辦法,以便給加熱爐改造提供依據(jù)。加熱爐的計算有以下兩種情況：1 ）設計計算 根據(jù)裝置的加工能力和原料性質,通過全面設計計算來合理地選用爐型、規(guī)格尺寸及 各部分的工藝指標。這種設計計算比較麻煩。它包括基礎數(shù)據(jù)的收集；計算總熱負荷；燃 燒過程計算輻射段計算；對流段計算；爐管壓力降計算及煙囪的設計和計算等。 粘度 /（mPa s 餾程處理量/（kg/h 入爐溫度/ C 出爐溫度/ C 出爐汽化率/ % 出爐壓力/Mpa燃料性質燃料密度/（kg/m 3 燃料黏度/（mPa s 燃料油C/H燃料氣組成過

35、剩空氣系數(shù)（a 輻射段對流段4.1.4.2計算步驟1）燃燒過程計算燃料的熱值計算燃料的熱值與燃料的組成有關，燃料發(fā)熱值Q是每公斤燃料油或每標M燃料氣完全燃燒所放出的熱量。熱值一般分高熱值及低熱值兩種，高熱值是燃料完 全燃燒后所生成的水已冷凝為液體水的狀態(tài)時計算出來的熱值，低熱值燃料完全燃燒后所 生成的水的狀態(tài)時計算出來的熱值，低熱值燃料完全燃燒后所生成的水為蒸汽狀態(tài)時的熱 值。在計算中常常用到低熱值這個概念。液體燃料的高、低發(fā)熱值由下列公式求出：Q 高=81C+300H+26S-OQ低=81C+H+26；C，H, 0, S, H燃料中的碳、氫、氧、硫和水的質量分數(shù)。氣體燃料的高低熱值由下式計算

36、：Q高=刀 qhi yiQ低=刀 qei yi式中Q高，Q低一一氣體燃料的高、低熱值，kJ/Nm3燃料氣）；3qhi, qei 氣體燃料中各組分的高、低熱值，kJ/Nmyi氣體燃料中各組分的體積百分率。各種氣體燃料組分高、低熱什如表4-1-4所示；常用幾種煉廠氣的熱的熱值如表4-1-5所示。如果不知道燃料油的元素組成，只知道標準比重d204）或者比重指數(shù)API ）可以用表4-1-6作內(nèi)插法求出 體積熱值/(kJ/ Nm 3高熱值qhi低熱值qei高熱值qhi低熱值qei甲烷133001195495008529乙烷12300113501640015186丙烷1200110702300021742

37、異丁烷-109042830026100正丁烷11800109323000028281異戊烷1170010813-32200正戊烷1160010840-34818正已烷1150010780-42100正庚烷-107374720043700正辛烷-107055400050000乙烯1210011272-14204丙烯1180010942-20638異丁烯1158110835-27400乙炔1200011600-13483苯101009698-34870氫3450029450-2650一氧化碳-2420-3018硫化氫39503650-3710乙醚8900-表4-1-5煉廠氣的熱值氣體種類低熱值/(

38、kJ/m 3高熱值/(kJ/m 33密度 /(kg/m 濕裂化氣16850182501.48干裂化氣10650117000.916濕煉廠32干煉氣11600127001.04表4-1-6燃料油的熱值API度d 4低熱值/(kJ/kg高熱值勤/（kJ/kg250.90021000019050140.969897301850081.0117956018100表4-1-7常用幾種液體燃料油的熱量名稱熱值 /(kJ/kg名稱熱值 /(kJ/kg原油1040011000汽油1045011250重油970010750煤油1030011000柴油1000010700理論空氣量燃料的

39、燃燒實質上就是碳、氫、硫的氧化反應，生成二氧化碳、水和二氧化硫，并放 出熱量的過程。反應方程式如下：C + O2 t CO12 32 442H2 + O 2t 2H043236S + 02 t SO232 3264即1kg碳燃燒完全需要 32/12=2.67kg氧氣；1kg氫燃燒完全需要 32/4=8kg氧氣；1kg 硫燃燒完全需要32/32=1kg氧氣。如果以C、H、S表示燃料中含碳、氫、硫的質量分數(shù)，那么燃燒1kg燃料時所需要的氧氣量為（2.67C+8H+S/100。因為空氣含氧量為23.2 % （質量分數(shù) ,故燃燒1kg燃料所需的空氣量（理論空氣量為:L0=（2.67C+8H+S/100

40、*（100/23.2kg空氣 /kg 燃料經(jīng)過整理后如下式：L0=0.116C+0.348H+0.0435Skg 空氣 /kg 燃料 又因為空氣的密度為 1.293kg/Nm 3, 換算成體積為：V0=L0/1.293kg/Nm 3空氣 /kg 燃料式中 V 0燃料的理論空氣量 體積）， Nm3 空氣 /kg 燃料。Lo燃料的理論空氣量 Cm+1.5H2S-Q式中p 氣體燃料的的密度，kg/Nm3。m,n氣體燃料中碳、氫的原子數(shù)。H2、CO CH、H2S、Q等均為氣體燃料組成的體積分數(shù)。 過?？諝庀禂?shù) 實際進入爐膛空氣量與理論空氣量之比，叫做過剩系數(shù) （a 。a=L 實/L o過?？諝庀禂?shù)過大

41、或過小都不好，一般立式爐在1.11.25左右；無陷爐在1.011.1 之間。過?？諝庀禂?shù)的大小，在操作中，司爐員可根據(jù)火焰顏色、爐膛顏色大約判斷 或調(diào)節(jié)。核算時可從煙氣分析結果，按下式計算：a=21/（21-79O2/N2式中C2、N2煙氣中氧、氮的體積分數(shù)，。知道煙所中氧含量時也可以用圖4-1-14直接查出a值。 爐效率 在單位時間內(nèi)爐子有效熱負荷與燃料供熱量的比叫做熱效率。由下列兩式均可計算11n =。用圖4-1-15查得煙氣帶走熱量的百分率，再根據(jù)立式管式爐的輻射段熱損失約1%3% ,對流段熱損失約1 %2 %,就可算出全爐的熱效率。在已知燃料量和熱值、有效負荷的情況下可用后式計算。 燃

42、料用量燃料用量可用下式計算B=Q總/（Q 低* n kg/h（2 熱負荷計算 總熱負荷計算Q總=0對+Q輻+Q失 對流段熱負荷在延遲焦化加熱爐對流段由原料預熱管,過熱蒸汽管和注水管三對=0原+Q過+Q注kJ/h部分組成。即Q或Q對=G對原料（q輻原料出-q對原料入+G對過（q對過出-q對過入+G對注水（q對注水出-q 對注水入 式中 G 對原料 G 對過 G 對注水 原料、過熱蒸汽、注水量，kg/h ；q 輻原料出 q 對原料入 q 對過出 q 對過入 q 對注水出 q 對注水入 原料油、過熱水蒸汽、注水的出口 （ 入口溫度下的熱焓值 ,kJ/kg 輻射段熱負荷 輻射段熱負荷計算比較復雜，偏差

43、較大。因為在焦化爐管內(nèi)注水又有化學等一系列的反應，使氣化率猜不準，但根據(jù)幾個廠的核算結果表明大約在38%40%左右。q焦化=g進eq氣焦出 +（1-e（ q 液焦出-q液焦入+g注水（q注出-q注入 kJ/h式中 G進，G注水一一輻射段進料和注水量，kg/h ;q 氣焦出 q 液焦出 q 液焦入 q 注出 q 注入爐出口氣相部分、液相部分、注水在爐出入口溫度下的熱焓值， kJ/kg ；e爐出口溫度下油品的汽化率， 熱損失熱損失一般按 3% 5%計算。4.1.4.3 爐管表面熱強度單位時間內(nèi)每平方 M爐管表面積所吸收（或放出 的熱量kJ/（h稱為爐管表面熱強度。1）對流管表面熱強度對流管表面熱強

44、度由下式計算q對表=Q對/ F對式中q對表對流管表面熱強度，kJ/（h。Q對一一對流管（段的熱負荷，kJ/h。F 對對流管的表面積，怦。F對=n DI式中n對流段爐管根數(shù)，根；刃圓周率（3.1416。D 對流段爐管外徑， m；I 對流段爐管有效長度 ,m。綜合以上兩式得：q對表=0對/n刃Dl2）輻射段、注水管、過熱蒸汽管的表面熱強度 用同樣公式可計算出輻射段、注水管、過熱蒸汽管的表面熱強度。q焦表=0焦/n刃Dlq注水表=Q注水/n刃Dlq過熱表=Q過熱/n刃Dl4.1.4.4 油品流速1 ）重量流速W 重=G/（3600*0.758*d 2*nkg/（ m2 s式中 W重油品流量，kg/h

45、。d爐管內(nèi)徑，m;n爐管分支數(shù)（2或4。（2體積流速W 體=W* / p t m/s式中p t油品密度，kg/m3。4.2 焦炭塔4.2.1 焦炭塔的作用、特殊性及結構1）焦炭塔的作用 焦炭塔是延遲焦化裝置的主要設備。焦炭塔是焦化反應和得到產(chǎn)品的地方，是延遲焦 化裝置的重要標志，所以它的作用僅次于加熱爐。2）焦炭塔的特殊性 因為焦化工藝過程的特殊性，對焦炭塔來講也應該相適應。所以，無論在平面布置、 設備尺寸、材質、制作安裝、操作維護及輔助設備等都對焦炭塔提出了要求。為了減少加熱爐阻力、熱損失要求焦炭塔在平面布置上緊靠加熱爐。 為了保證焦化反應在塔內(nèi)有充分的反應時間、溫度和壓力，根據(jù)裝置的加工能

46、力大 小，在一定的允許線速下，要選擇一個合理的直徑與高度。焦炭塔周期性生產(chǎn)，在一個循環(huán)周期內(nèi)要經(jīng)過試壓、預熱，切換生焦、冷卻、除焦等 頻繁操作步驟，要求選擇熱強度高不易腐蝕的優(yōu)質鋼材，國內(nèi)都采用20 號鍋爐鋼;制造、安裝、焊縫質量都必須符合設計和規(guī)范要求;操作人員要有嚴格的科學態(tài)度和熟練過硬的 基本功;有關輔助設備 四通閥、堵焦閥、進料閥、循環(huán)閥等）都必須切換開關靈活，嚴密 不漏不竄。3）焦炭塔的結構 焦炭塔實際上是一個大的反應器，里面沒有什么內(nèi)部構件，整個塔體由鍋爐鋼板拼湊焊接而成。根據(jù)各段生產(chǎn)條件不同，自上而下分別由24、28、30 mm三種厚度鋼板組成。在上封頭開有除焦口、油出口、放空口

47、及泡沫小塔口;下部30斜度的錐體，錐體下端設有為除焦和進料的底蓋。底蓋用 35CrMo 鋼鑄造后，應經(jīng)過熱處理以滿足熱應力要求。用 56 個 30CrMoA,M30*220 的螺栓固定在錐體法蘭上，進料口短管在底蓋的中心垂直向上，塔側 筒體上在不同高度裝有鈷 60 放射性料面計及為循環(huán)預熱用的瓦斯進口。其結構如圖 4-2-1 所示。4.2.2 焦炭塔的正常操作 對一爐四塔裝置正常生產(chǎn)時總是有兩個焦炭塔處在生產(chǎn)狀態(tài)，其他兩個處在準備除焦和油氣預熱階段，每 24h 有兩次除焦，兩次切換焦炭塔。焦炭塔生產(chǎn)周期 生焦時間）的長短，是根據(jù)焦炭塔的容積、原料性質、處理量、循環(huán) 比等情況變化而安排的，而工序

48、可根據(jù)具體條件安排。在安排生焦和各工序的操作時間 時，要盡量全面考慮，在同一時間內(nèi)不要有兩個焦炭塔同時油氣預熱或冷焦、除焦。以免 造成后部分餾系統(tǒng)波動大，無法平穩(wěn)生產(chǎn)，除焦最好都放在白天進行。焦炭塔操作生產(chǎn)周期工序如圖 4-2-2 所示，其操作有五大步驟。4.2.2.1 新塔準備 1）趕空氣試壓脫水 水力除焦完畢，經(jīng)認真檢查塔內(nèi)無焦，開開堵焦閥、進料閥、用汽吹掃試通，避免在 除焦放水中有焦塊堵住。當?shù)咨w、泡沫網(wǎng)人孔、除焦孔用閥門可關死）、進料短管法蘭都上緊后，塔頂改放空塔 或去冷焦水隔油池），在塔底通蒸汽趕走塔內(nèi)空氣，為下面的油氣 預熱打基礎。否則空氣趕不凈放瓦斯預熱易爆炸，所以要求趕空氣必須

49、徹底。為防止給汽 太快造成空氣與蒸汽混合不易趕凈，開始給汽時一定緩慢進行，時間適當加長，在塔頂排 放閥見汽后 或憑自己的經(jīng)驗）關閉放空大 ?。╅y進行減壓。試壓標準根據(jù)設計條件和安全閥定壓大小決定，試壓標準一般在0.180.22Mpa，不能大于 0.3Mpa, 以儀表室的壓力記錄為主，參照塔頂壓力表。試壓時一定要指派專人負 責，防止超壓、串汽。超壓是操作不允許的，是違反操作規(guī)程的，超壓可把安全閥頂開或 損壞墊片，超壓的原因除了人為的因素外，還與壓力表導管堵、凍凝有關。串汽是生產(chǎn)中 分餾塔底液面波動的原因之一，串汽可能是閥門結焦、堵焦或損壞關不嚴，也可能是誤操 作開錯閥門造成的。試壓到指標后少量給

50、汽恒壓，檢查除焦過程拆裝的人孔法蘭墊片等有無滲漏的地方， 如果有輕微的滲水可再緊一下螺栓，否則要重新?lián)Q墊片把緊試壓。試壓結束應根據(jù)具體情況決定是否用蒸汽預熱，若不用蒸汽預熱時馬上停汽脫水準備 放瓦斯。脫水是將趕空氣試壓過程中的大量冷凝水排出塔外，塔內(nèi)積水多耽誤預熱新塔和浪費 大量油氣。脫水時開開塔底去隔油池 沉淀池）的閥，到塔內(nèi)還有 0.01 0.05Mpa 壓力時關閉放水 閥。2）放瓦斯放瓦斯是油氣預熱的第一步。所謂放瓦斯是把生產(chǎn)塔 老塔）去分餾塔的430435 C高溫油氣自新塔頂引入，達到新塔、老塔壓力先平衡氣和預熱平衡的目的。放瓦斯時除通知班長外，還要告訴分餾塔操作員調(diào)節(jié)好因放瓦斯熱量不足造成分餾塔 溫度下降影響產(chǎn)品質量，但反過來，也要求焦炭塔操作員在放瓦斯時要慢、穩(wěn)、密切配 合，盡量避免由此而產(chǎn)生的操作上的波動。放瓦斯操作流程中圖4-2-3 所示，圖中以焦炭塔 1 生產(chǎn)，焦炭塔 2預熱為例說明。焦炭塔 2 的堵焦閥 3 開著，在試壓前已用汽封掃一下，暢通靈活。開焦炭塔 2 的出口 閥 1 ，讓油氣自焦炭塔 1 頂出后，一部分經(jīng)閥 2、閥 1 倒入焦炭塔 2 內(nèi)，因為焦炭塔 2 內(nèi)壓 力小于焦炭塔 1 或分餾塔，所以要求慢開、少開、勤開，分多次開完，特別是開前5 6 扣更要小心。操作員在開閥 1 的同時，注意焦炭塔 2 壓力是否有上升趨勢，焦塔 1 壓力