重整富余氢气的安全利用

为了能够安全地将重整装置富余的氢气作为燃料引入加热炉，先后研制出了适宜燃用氢气的新型燃氢燃烧器，改造了燃料气压力控制系统和安全保障系统。从而解决了常规燃烧器燃氢所造成的炉内温度分布不均、回火烧坏燃烧器等弊端，并具有明显的经济效益。     

高氢燃料气燃烧器在重整加热炉的应用

HDH型高氢燃料气燃烧器作为一种可同时燃用高纯氢和瓦斯燃料气的新型燃烧器,由于它在燃烧高纯氢方面的特点,在我厂重整加热炉的应用中取得了很好的环保和经济效益。     

气体燃烧器在正U型排管重整加热炉上的选型

文章针对连续重整装置加热炉的工艺要求、燃料特性、炉型特点和环保等要求，采用CFX仿真计算软件对6种燃料气进行燃烧模拟计算，探讨了燃料组分变化对燃烧产生的影响。重点讨论了气体燃烧器在正U型排管的重整加热炉上的应用。     

重整加热炉改造设计

某公司催化重整加热炉,由于装置原料变动无法满足装置需求,需进行改造。介绍了重整加热炉原设计和历次改造情况,分析了改造中存在的场地、时间等制约条件,确定了重整加热炉各炉的改造设计方案:第二重整加热炉重新设计,其他三炉利旧。在对第二重整加热炉进行设计时,重点考虑原加热炉存在炉管结焦隐患:排管结构进行调整以满足重整工艺要求;两侧燃烧器首次采用附墙燃烧器并合理分配燃烧器负荷以消除结焦隐患;合理设计衬里以满足附墙燃烧以及节能需求;利用炉外整体施工等措施以满足施工周期的要求。改造取得了预期的效果,实测排烟温度为151.4℃,热效率高达91.57%,达到中石化样板加热炉指标,同时满足了工艺、场地、施工工期以及安全生产的要求。     

全自动燃烧器在安塞油田无人值守站的应用

近年来,安塞油田全面推动数字化无人值守站建设,为了精准了解生产动态、提高生产运行效率、降低安全环保风险,加热炉作为站内原油加温设备,实现其自动化是站点实现无人值守必不可少的环节。同时全自动燃烧器的燃气量与空气配比合理,燃料能够充分燃烧,减少了对环境的污染。通过对现场简易燃烧器进行更换,全自动燃烧器在数字化无人值守站的应用取得良好效果。本文以安塞油田王南采油作业区为例,对加热炉全自动燃烧器的改造和应用进行分析。     

重整氢气优化应用试验分析

氢气是炼油厂提升效益的必要资源,合理利用氢气资源,降低生产成本是所有炼油厂的重要课题。某石化企业为了提高氢气利用率,提出重整氢优化方案,将重整氢送蜡油加氢装置、焦化汽油加氢装置做部分氢源。实施效果表明,重整氢送蜡油加氢装置做部分氢源效益明显,为企业充分实现氢资源的“高质高用,低质优用”起引领作用。     

连续重整加热炉内流动及燃烧过程

对连续重整加热炉进行了多个燃烧器组合燃烧的数值模拟。对燃烧器的复杂几何形状没有进行任何简化 ,实现了包括炉膛结构化网格的划分。采用炼油厂瓦斯为燃料 ,用标准的k ε湍流模型、双δ混合燃烧模型和离散传播辐射模型对连续重整加热炉进行了三维全尺寸数值模拟 ,计算出了复杂结构燃烧器附近的流场、炉膛内的温度场和各组分的分布。数值模拟结果对于连续重整加热炉设计和燃烧器研究很有意义。计算结果也表明 ,采用标准的k ε湍流模型、双δ混合燃烧模型和离散传播辐射模型计算工程湍流燃烧问题是可行的。     

常减压装置低氮氧化物燃烧器结构特点及使用维护

通过对工业加热炉燃烧器的燃料及燃烧分级技术、烟气再循环技术的研究,以中国石油化工股份有限公司武汉分公司1号常减压装置加热炉新型低氮氧化物燃气燃烧器为例,介绍了燃烧过程中进行计算机数据采集、数学模型建立及测试方法,说明该燃烧器的特殊结构,使火焰中心温度降低来有效地减少氧气和氮气的反应几率,结果表明避免了热力学NOX的大量生成和排放。     

连续重整装置四合一加热炉设计

镇海炼油化工股份有限公司1.0Mt/a重整装置是国内处理量最大连续重整装置,根据其四合一加热炉在炉型选择、管路系统、燃烧器、对流段余热回收系统以及防止露点腐蚀方法等特殊的要求,在设计中利用提高省煤器入口温度的方法防止露点腐蚀。工业应用结果表明,加热炉的各项参数设计合理,满足实际生产需要,全炉的热效率为90.4％。     

1.0 Mt/a连续重整装置节能设计分析

对连续重整装置综合能耗及各单元的能耗分布进行分析,指出装置能耗的主要影响因素是燃料气、蒸汽及电的消耗。采用新工艺新技术优化工艺和换热流程、选用节能高效设备、提高重整加热炉热效率、凝结水回收、减少热量损失、使用变频技术、降低临氢系统的压力降等措施,降低了连续重整装置的能耗,为同类装置的节能降耗设计及节能改造提供经验。     

加热炉燃烧器技术改造

某润滑油加氢装置3台加热炉均采用扁平型附墙火焰气体T型喷头结构形式的燃烧器,实际生产运行过程中发现燃烧器火嘴极易结焦堵塞,而清火嘴时热量流失严重且炉膛局部温度偏低,导致加热炉热效率降低。同时,燃料气重组分含量高,燃烧不充分。采用灯塔型燃烧器系统替代T型燃烧器系统,并对火嘴进行了相应改造,改造后燃烧器燃烧效果良好,加热炉热效率明显提高,为装置节能增效提供了保障。     

高氢燃料气的燃烧器设计

高氢燃料气的各项燃烧性能都随氢含量的增加而逐步接近氢气的燃烧特性。这主要表现为：（１）点火能小,极易着火;（２）燃烧速率高,燃烧区域集中,火焰短小;（３）预混气体的火焰传播速度非常高,低负荷运行时回火问题突出;（４）火焰对炉管的能量辐射率低。这将导致燃烧器出口处热量局部聚集,烟气温度非常高,造成炉内温度分布不均及喷嘴的损坏。根据以上分析,探讨了高氢燃料气燃烧器设计中应注意的一些问题,提出了燃烧器设计应遵循“弱化燃烧”的基本原则：高氢燃料气燃烧器应采用外混燃烧方式、较大的燃料气喷孔直径、较小的燃料气流与空气流夹角、短火盆、一次配风、高燃料气压力和低燃烧空气温度等。此原则已成功地应用于ＨＤＨ型高氢燃料气燃烧器的设计中。     

制氢装置低负荷仅用富氢干气作原料工况的操作优化

大连西太平洋石油化工有限公司为尽可能多使用外购廉价重整氢气,制氢装置不得已在低负荷的纯富氢干气工况下进行操作,介绍了遇到的问题及采取的相应措施。该工况下转化炉的操作是关键,重点需要解决炉管物流偏流、炉膛热负荷分布不均及炉温大幅波动的问题,主要措施为增大配入转化炉的蒸汽量、关小并频繁调节瓦斯烧嘴开度,以防止炉管出现红管、花斑,催化剂出现破碎、积炭、失活。还应当注意富氢干气中硫含量过低时加氢反应器可能会失硫的问题,并且应尽可能保证变压吸附(PSA)全部10床在线、提高操作系数,稳定尾气流量、降低尾气中氢气含量,提高PSA氢收率。此工况下装置原料由于只有富氢干气,进料可靠性降低,应做好原料气中断时装置的操作预案,保护好装置催化剂。     

燃气组分变化对重整燃烧器燃烧过程及炭粒生成的影响

采用数值模拟方法对连续重整加热炉燃烧器的流动和燃烧过程进行研究,分别考察氢气、甲烷、乙烷、丙烷和丁烷五种不同的气体燃料对燃烧过程的影响,重点研究在燃烧不同气体燃料时的燃烧状况和火焰形状的变化情况及形成原因,同时考察燃气组分变化对炭粒生成的影响。结果表明,较轻的燃料燃烧迅速,具有较短的刚直火焰,辐射段出口烟气温度较低,燃烧充分,炭粒生成较少;较重的燃料与空气混合慢,火焰较长,辐射段出口烟气温度较高,未完全燃烧的燃料在很大区域存在,炭粒生成较多,并可能形成结焦。     

重整加热炉燃烧器改造

重整加热炉使用的气体燃烧器存在火焰高、燃烧不完全的问题,通过综合分析,研制出新型燃烧 器,使用结果证明新型燃烧器具有很好的燃烧效果。     

大型天然气蒸汽转化制氢工艺全流程模拟及优化

利用Aspen Plus模拟计算软件对大型天然气蒸汽转化制氢工艺进行全流程模拟计算和分析。对全流程所含预处理、蒸汽转化、中温变换、CO_2脱除4个工艺单元及热回收、燃烧、蒸汽3个辅助系统逐一进行精细化模拟并有机整合。模型模拟得到关键流股的成分、主要工艺参数如下:热回收率93.0%,副产蒸汽量132.0 t/h,循环水消耗量1 080.0 t/h,燃料消耗量4 160 m~3/h。通过模型和计算模块对全流程换热网络进行优化。对优化后的模拟结果进行灵敏度分析表明:当水碳比增大时,转化炉出口CH_4含量、中温变换炉出口CO含量及原料消耗量均减少,而燃料消耗量、助燃空气消耗量及副产蒸汽量均增大。通过该模型,能够为工艺方案比选、优化设计及节能减排提供模拟和预测。     

隧道墙开孔率及分布对天然气转化炉的影响

格尔木炼油厂30万t/a甲醇装置的天然气转化炉为负压式顶部烧嘴供热转化炉,运行中存在电耗高,转化炉燃烧状况差和辐射室温度场分布不均等问题。通过改造,增加辐射室隧道墙的开孔率,优化孔分布,以极低的投入,成功解决了该困扰装置运行的难题。对隧道墙开孔率和孔分布对转化炉运行所带来的多方面影响进行了技术分析。     

H2S废气反应炉燃烧数值模拟

针对某炼油化工厂H_2S反应炉设计的不同结构的燃烧器进行三维数值模拟,研究了不同燃烧器结构参数、燃料气成分与分配比例、反应炉花墙结构等因素对炉内流动与燃烧的影响,并确定了合理的燃烧器结构。结果表明:原始燃烧器结构下,单烧酸性气工况时,降低内圈酸性气比例有利于H_2S的完全燃烧,炉膛出口烟温有所提高;优化后的燃烧器结构较原始结构下,增强了内圈酸性气与空气的混合,更有利于H_2S气体的燃烧;反应炉内花墙结构能造成炉膛内烟气回流,提高了烟气的停留时间,有利于H_2S气体的燃烧完全;掺烧天然气工况较单烧酸性气工况,炉内燃烧变差。     

自动点火燃烧器的研制与应用

钻井、井下作业及油井测试过程中将产生含有较多甲烷、乙烷以及少量易挥发的液态烃及微量的二氧化碳、氮、硫化氢等杂质的伴生气,给安全生产带来重大隐患。为了解决该问题,研发了自动点火燃烧器,该装置用太阳能电池板提供能源,当伴生气压力超过0.1 MPa时,控制系统自动打火点燃液化气,引燃燃烧区内伴生气。现场应用表明,该燃烧器结构设计合理,拆装、运输方便,使用过程中不产生明火,比以往同类手动产品更加安全可靠。     

基于CFX燃烧炉内燃烧过程分析

针对现阶段燃烧炉内部燃烧过程的未知性,本文对硫化氢燃烧炉内流动、燃烧以及传热过程进行了分析,建立了相应的物理和数学模型。对燃烧器内的复杂湍流流动和传热过程,采用RNGk～ε双方程模型来模拟;对燃烧过程,利用概率密度函数(PDF)模型进行计算;模拟结果给出了燃烧炉内气体流动过程中的速度、温度和组分的详细分布。所得的结果为全面了解燃烧炉内情况提供了定量数据,也为燃烧炉的改进等指明了方向。