催化重整四合一炉对流室产汽系统的改造

摘 要：降低加热炉排烟温度充分回收烟气热能是提高加热炉热效率的一种重要途径。此次大修期间对重整四合一炉对流室余热锅炉增加翅片管，有效的降低排烟温度，将加热炉的热效率提高3个百分点。

关键词：对流室；加热炉；翅片管；热效率

连续重整主要反应均为强吸热反应，需在530℃左右的高温下进行。燃料是重整装置最大的能耗来源，占装置总能耗的76%左右，占装置加工成本的40%左右[1]。节能降耗是当前作为提高石化炼厂经济效益的一个重要手段。为了降低加热炉的排烟温度，提高加热炉热效率，广州石化在2014年对重整装置加热炉热效率偏低原因进行分析，实施在对流室余热锅炉增加翅片管32根的措施，取得显著效果。

1 改造前状况

广州石化1000kt/a催化重整联合装置是我国自主研发设计的第一套超低压连续重整，于2009年4月建成投产。

装置包括预加氢单元和重整反应再生单元及芳烃抽提单元，共有8台加热炉。在原始设计中，重整反应四合一炉采用自然通风模式，没有余热回收系统，但设有一套中压产汽系统。排烟温度见表1。

表1 催化重整装置改造前后加热炉排烟温度（℃）

在此次大检修期间，为提高加热炉的热效率，对加热炉进行升级改造，主要采取以下措施：

（1）在余热锅炉的蒸发段增加32根翅片管，用以降低加热炉排烟温度，充分回收烟气热能，多产3.5MPa中压饱和蒸汽。

（2）对加热炉炉顶衬里进行修复，减少散热损失。

（3）改用新型高效燃烧器，强化燃烧效果，提高燃料利用率。

2 改造设计主要技术指标

2.1 提高加热炉热效率的措施

回收烟气余热，提高加热炉热效率必须是技术上先进可靠能长周期安全运转、操作上简单方便、经济合理。因此必须进行技术经济评估，不可盲目追求过高的热效率。[2]

提高加热炉的热效率的方法有，降低排烟温度提高烟气的回收率；降低过剩系数减少烟气的热损失；减少不完全燃烧损失；减少热损失。

加热炉对流段余热锅炉增加翅片管，相比烟气余热回收系统，具有投资少、占地面积小、施工周期短、易于操作等优点。结合大修时间短、大修费用紧张的特点，选用增加翅片管作为本次加热炉改造的主要措施。

2.2 余热锅炉改造情况

余热锅炉是利用重整四合一炉内的高温烟气余热传递给水，水汽化后被加热成为合格过热蒸汽的大型节能设备。余热锅炉工作主要包括高温烟气将热量传递给锅炉受热面，锅炉受热面将吸收的热量传递给受热面内的炉水产生饱和蒸汽。饱和蒸汽进入过热器加热，通过调节后，产生合格的过热蒸汽，供装置C201、C202的汽轮机和芳烃抽提单元使用，不足部分由管网来3.5MPa蒸汽补充。产汽系统工艺流程见图1。

四合一炉对流段余热锅炉分为四个模块，分别为：模块四（省煤段）、模块三（蒸发段）、模块二（过热段）、模块一（水保护段），此次在蒸发段增加32根翅片管，见图2和图3。改造前后设计参数情况见表2。

3 改造及投用效果

3.1 项目实施改造情况

催化重整装置四合一加热炉对流段余热锅炉新增加翅片管项目于2013年12月25日开始施工，此次施工过程中检修采用“盲头”穿管新技术，比施工周期提前5天完成，于2014年1月23日投入生产稳定运行。大修加热炉改造施工情况见图4。

3.2 投用后效果

催化重整对流段余热锅炉改造项目投用后稳定运行达到预期的效果，各项技术指标达到国内同类装置的最高水平，改造前后的数据如图5所示。

此项目的实施，有效的提高了加热炉的热效率，使加热炉的排烟温度由原来的175℃降低至138℃。

3.3 主要经济效益

该项目实施后余热锅炉产汽系统可以增产3.5MPa中压蒸汽26280t/a，按照中压蒸汽200元（吨）计算增加经济效率26280×200=525.6万/年，如图6所示。

4 结束语

与传统的加热炉增加余热回收系统相比，经过对重整四合一加热炉对流室的改造，有效的降低重整四合一加热炉的排烟温度，增大对排烟热量的回收，使加热炉的热效率平均提高约3个百分点，增产3.5MPa中压蒸汽3t/h，经济效益较好，具有投资低回报高优势。

参考文献

[1]徐承恩.催化重整工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2006：876-882.

[2]炼油设备工程师手册[M].北京：中国石化出版社，2010：158-159.

作者简介：梁磊（1985，11-），男，2007年毕业于西安石油大学过程装备与控制工程专业，学士，现工作单位：中石化股份有限公司广州分公司炼油二部，工程师，主要从事设备技术管理工作。