石油化工企业管道保温工程典型问题分析

石油化工企业管道保温的效果关系到安全、节能、投资经济性等诸多方面,对装置操作安全、工艺介质温度、降低能耗等方面均具有重要意义。文章总结了27家石油化工企业保温工程的典型问题,在材料及结构选用方面,存在保温材料选用不当、保温层厚度不合理及保温结构单一的问题。施工过程质量方面,针对保温层施工、保护层施工等环节统计了各类问题出现的频次,数据表明弯头施工为保温施工过程中的薄弱环节。探讨了各类问题发生的原因和可能产生的后果,并针对成品保护环节提出了相应的改进措施与建议。     

一种提高延迟焦化加热炉能力及延长运转周期的技术

提出渣油在延迟焦化加热炉加热过程中可分为3个阶段,即裂化反应加热阶段、缩合反应加热阶段、过热加热阶段。分析了3个阶段的特点和规律以及目前炉管结焦的位置和原因,提出了延迟焦化加热炉进料流程的优化方法和“双点二级”注水技术。该技术应用于石家庄炼油厂延迟焦化加热炉改造的结果表明,加热炉处理能力提高了27%,辐射炉管注水量降低了42%,正常运转周期达13个月,改造投资回收期仅1个月。     

耐低温露点腐蚀非金属空气预热器的性能及应用

从解决炼油厂加热炉空气预热器的低温露点腐蚀问题出发,分析讨论了耐腐蚀非金属材料(搪瓷、玻璃、氟塑料、石墨及陶瓷等)空气预热器的材料性能、结构形式、传热性能和工业应用效果.分析表明:石墨和陶瓷空气预热器具有优异的耐腐蚀性能和稳定的结构强度,可以在烟气酸露点以下温度安全使用.     

蒸汽管道保温技术优化研究

针对目前石油化工企业蒸汽管道散热损失较大的现状,从蒸汽管道保温层材料、结构的选择以及经济厚度算法进行研究,设计了5种不同保温结构的试验方案,在中石化某企业一段中压蒸汽管道上进行了工业试验。相比改造前的保温结构,采用经济厚度、双层异材和复合保温结构减小了散热损失;气凝胶毡保温结构可有效地减少保温层厚度,提高管道的排布效率。     

提高气体吹灰器吹灰效果的方法

针对目前石油化工企业气体吹灰器使用效果不理想的状况,通过在1∶1工业应用规模吹灰试验装置上的模拟试验,找出了现有吹灰技术在优化吹灰时间、吹灰介质压力、吹灰器喷嘴排布、吹灰器喷嘴结构四个方面存在的问题。从这四个方面讨论了提高气体吹灰器吹灰效果的方法。在灰垢沉积初期,炉管表面积灰量少,黏聚力弱,此时为气体吹灰器吹扫效果最佳的时期;采用同轴双管改进型吹灰管结构,使吹灰介质进入喷孔时的压力衰减减少,从而使现有吹灰管吹灰气流的吹扫动能提高;根据不同炉型设计不同的吹灰器喷嘴布置结构,使吹灰喷嘴正对每根炉管的背部;对于炉管排数较多的对流段或预热器,增加斜喷嘴对吹扫第3～5排炉管上的灰垢有显著效果。     

石油化工管式炉“扩能”技术的研究与应用

研究了管式炉辐射室燃烧火焰高度对辐射室温度分布和对辐射室传热量占全炉热负荷比例的影响。指出,通过强化燃料燃烧,降低燃烧火焰高度,可以有效地改善辐射室温度分布,降低辐射炉管受热不均匀系数,提高辐射室传热量占全炉热负荷的比例,因而可提高全炉炉管表面平均热强度和加热炉的处理能力。同时列举了对３台管式炉进行“扩能”改造的应用实例。     

新型石墨空气预热器的开发及应用

低温露点腐蚀已成为降低排烟温度、提高加热炉热效率的主要障碍,炼油企业现有的空气预热器在露点温度以下运行很快就会失效,无法进一步回收烟气余热。不透性石墨具有耐腐蚀性能强、导热系数大、表面不易结垢等特性,由其制成的空气预热器特别适用于露点温度以下的烟气余热回收。利用软件分析及试验优化,开发了新型石墨空气预热器,其换热性能优于一般的钢管式换热器。在中石化某分公司600 kt/a重整加热炉进行了工业试验,新型石墨空气预热器安全稳定运行1 a,加热炉排烟温度由138.9℃降低至93℃,解决了低温腐蚀问题,使加热炉热效率提高两个百分点,达到94.2%以上,投资回收期仅为6.2个月,具有广阔的应用前景。     

低温加热炉低氮燃烧器运行状况分析

为满足最新环保标准,炼化企业相继进行加热炉的低氮燃烧器改造,炉膛温度较低的加热炉运行过程中存在点火困难、火焰稳定性差、CO含量偏高的问题。从在炉膛温度低于650℃的加热炉中运行时,低氮燃烧器的运行环境和自身结构特性共同导致燃烧器运行过程出现问题。通过采取改善运行环境、精细化调节、增大燃料喷枪喷孔、优化燃烧器结构等措施,有效解决了航煤加氢炉低氮燃烧器燃烧中存在的问题。     

热媒自循环空气预热器热态试验

根据相变高效传热原理,开发了热媒自循环空气预热器。它具有负荷调节灵活、体积小、没有辅助能耗等特点,通过精确控制热媒自循环空气预热器的排烟温度,解决了烟气露点腐蚀及积灰结垢问题。利用遗传算法对热媒自循环空气预热器进行了优化设计,优化的空气预热器比常规空气预热器初始投资减少30%,年经济收益增加6%。通过热态试验研究了热媒自循环空气预热器的循环和调节特性。试验表明,充液率在40%~60%时,空气预热器传热效率最高;通过调节循环热媒阀门开度,排烟温度调节范围可达30℃,实现排烟温度的自动精确控制,避免烟气露点腐蚀。     

新型陶瓷空气预热器开发与应用

应用流体动力学模拟软件CFX对陶瓷蜂窝空气预热器进行了数值模拟和结构优化,确定烟气侧流体通道(流道)孔径为20 mm、空气侧流道孔径为15 mm的空气预热器性能最优。通过热态试验研究了新型陶瓷空气预热器的传热、阻力、密封和耐温性能,确定了陶瓷空气预热器的最佳运行工况:空气流道流速13～17 m/s,烟气流道流速10～15 m/s;换热系数26～30 W/(m²·K);空气侧压力降300～750 Pa,烟气侧压力降200～500 Pa。在中石化某分公司400 kt/a酮苯加热炉的工业应用表明,新型陶瓷空气预热器能够实现加热炉烟气余热深度回收,突破了烟气露点腐蚀的障碍,加热炉排烟温度降至84℃,热效率提高到94.17%,投资回收期10.5个月。