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摘要:文中分析了加热炉运行情况,详解加热炉衬里改造方案的可行性,改造措施,节能效果,运行工艺安全可靠等优点,并提出应注意的问题,得出了有意义的结论。
关键词:加热炉 节能改造 衬里推荐方案 技术分析 综合效益
一、黄金带炼油厂加热炉现状:
蒸馏装置常压加热炉为1992年建成并投入使用,至今加热炉辐射室衬里依旧采用耐火砖结构,衬里已老化、脱落,导致加热炉炉壁温度高,散热损失大,局部过热超温,引起热效率下降,实际运行已达不到原设计值或公司考核要求。这不但严重影响了设备的安全运行,还制约了单位加工费的降低,直接影响企业的经济效益。
经过对黄金带炼油厂蒸馏装置常压加热炉的实地考查,在环境温度20℃时检测加热炉炉墙外壁板表面温差见以下数据表。
常压加热炉各点温度数据表
从以上数据表中看出,常压加热炉外表面温度已达到设计指标,更没有达到石油、石化企业节能监测考核要求小于50℃的指标,而炉顶、炉底超温尤为严重。加热炉外壁表面平均温度与考核指标比较,常减压加热炉平均值高出标准值42℃。
二、项目节能改造方案
2.1.衬里结构概述
2.1.1 辐射段炉顶
炉顶采用全纤维的平铺+模块复合结构,总保温厚度为200mm。陶纤模块的结构形式采用角铁式模块方式,锚固材质确定为SUS304。陶纤模块的排列方式依据ISO13705、API560 及SH/T3036有关规定,推荐采用同向顺次排列方式。每排陶纤模块间压缩铺衬厚度20mm的高纯型陶纤毯折叠毯条,并用“U”型钉保持600mm左右的间距穿插到陶纤模块上固定,以补偿陶纤不膨胀面可能产生的收缩。背衬层安装时采用快速卡片配合模块用螺柱进行临时固定。
2.1.2.辐射段炉墙
炉墙采用全纤维的平铺+模块复合结构,总保温厚度为200mm。
2.1.3.辐射段炉底
辐射段下部炉底,采用陶瓷纤维浇注料与陶瓷纤维背衬板复合保温结构,总保温厚度180mm。
2.2.节点处理
2.2.1补偿毯铺设方式
补偿毯采用一层20mm的高纯型陶瓷纤维毯对折压缩至30mm,压缩后体积密度保证纤维衬里密度均匀,减少散热点,降低散热损失。连接处保证z型切口。
2.2.2.炉顶与炉墙连接部位
炉顶与炉墙的连接部位是衬里的薄弱环节,为防止该部位出现贯通缝而漏热,墙与墙、墙与顶的连结处采用陶纤模块与背衬毯错缝连结方式。同时为防止热面层陶纤模块连结处的高温收缩,在墙顶结合处设置一条补偿缝,采用含锆型陶纤毯对折,采用专用工具压缩后塞入,确保该部位的高温密封效果。
2.2.3.拐角部位:
拐角部位为炉内烟气最为集中的部位,温度不低于炉膛温度,并且高温气流冲刷严重。为满足该部位保温及结构整体性和耐风蚀等要求,衬里结构采用陶瓷纤维拐角模块。
2.2.4.看火孔部位
炉墙窥视孔处采用陶纤真空成型块结构,成型块采用含锆型预制块。成型块四周的陶纤模块应有适当膨胀,处理方式为成型块四周模块尽可能让膨胀方向朝向成型块,在不便于实现膨胀朝向成型块的部位应设置一层或多层高纯型陶纤补偿毯,保持40%以上的压缩比铺设。成型块的冷面设置背衬层,避免产生直通缝,形成密封。
2.2.5.对流段衬里
对流段部位衬里采用陶瓷纤维板+轻质浇注料结构,保温厚度可选择200㎜。衬里施工前,炉体钢板需要刷一层防腐涂料。
2.3.6.预热器衬里
预热器衬里一般采用轻质浇注料结构,保温厚度一般在50-80厚。
三、综合效益
3.1节能效率计算
3.1.1.原结构(耐火砖)外壁温度计算
3.2.2.计算整个纤维衬里的热阻:平均595℃时,含锆纤维模块的导热系数为0.195W/m.K,
Q2与Q1基本相等,因此假设炉体外壁平均温度T冷=60℃合适。根据以上热工计算可以得出,采用200mm纤维模块衬里结构保温后,炉体外壁平均温度在60℃左右。
四、节能效果
五、结束语
加热炉耗用的燃料约占本厂总能耗的40-50%左右。根据实际情况,加热炉衬里节能改造方案可行。因此,统筹规划,对可预见与不可预见问题提前做好应急处理。
参考文献
[1]钱家麟.管式加热炉[M].北京:中国石化出版社2005
[2] GB/T 17911.-1999,耐火陶瓷纤维制品——体积密度试验方法[S]
[3] GB/T 10294-88,绝热材料稳态热阻及有关特性的测定[S]
关键词:加热炉 节能改造 衬里推荐方案 技术分析 综合效益
一、黄金带炼油厂加热炉现状:
蒸馏装置常压加热炉为1992年建成并投入使用,至今加热炉辐射室衬里依旧采用耐火砖结构,衬里已老化、脱落,导致加热炉炉壁温度高,散热损失大,局部过热超温,引起热效率下降,实际运行已达不到原设计值或公司考核要求。这不但严重影响了设备的安全运行,还制约了单位加工费的降低,直接影响企业的经济效益。
经过对黄金带炼油厂蒸馏装置常压加热炉的实地考查,在环境温度20℃时检测加热炉炉墙外壁板表面温差见以下数据表。
常压加热炉各点温度数据表
从以上数据表中看出,常压加热炉外表面温度已达到设计指标,更没有达到石油、石化企业节能监测考核要求小于50℃的指标,而炉顶、炉底超温尤为严重。加热炉外壁表面平均温度与考核指标比较,常减压加热炉平均值高出标准值42℃。
二、项目节能改造方案
2.1.衬里结构概述
2.1.1 辐射段炉顶
炉顶采用全纤维的平铺+模块复合结构,总保温厚度为200mm。陶纤模块的结构形式采用角铁式模块方式,锚固材质确定为SUS304。陶纤模块的排列方式依据ISO13705、API560 及SH/T3036有关规定,推荐采用同向顺次排列方式。每排陶纤模块间压缩铺衬厚度20mm的高纯型陶纤毯折叠毯条,并用“U”型钉保持600mm左右的间距穿插到陶纤模块上固定,以补偿陶纤不膨胀面可能产生的收缩。背衬层安装时采用快速卡片配合模块用螺柱进行临时固定。
2.1.2.辐射段炉墙
炉墙采用全纤维的平铺+模块复合结构,总保温厚度为200mm。
2.1.3.辐射段炉底
辐射段下部炉底,采用陶瓷纤维浇注料与陶瓷纤维背衬板复合保温结构,总保温厚度180mm。
2.2.节点处理
2.2.1补偿毯铺设方式
补偿毯采用一层20mm的高纯型陶瓷纤维毯对折压缩至30mm,压缩后体积密度保证纤维衬里密度均匀,减少散热点,降低散热损失。连接处保证z型切口。
2.2.2.炉顶与炉墙连接部位
炉顶与炉墙的连接部位是衬里的薄弱环节,为防止该部位出现贯通缝而漏热,墙与墙、墙与顶的连结处采用陶纤模块与背衬毯错缝连结方式。同时为防止热面层陶纤模块连结处的高温收缩,在墙顶结合处设置一条补偿缝,采用含锆型陶纤毯对折,采用专用工具压缩后塞入,确保该部位的高温密封效果。
2.2.3.拐角部位:
拐角部位为炉内烟气最为集中的部位,温度不低于炉膛温度,并且高温气流冲刷严重。为满足该部位保温及结构整体性和耐风蚀等要求,衬里结构采用陶瓷纤维拐角模块。
2.2.4.看火孔部位
炉墙窥视孔处采用陶纤真空成型块结构,成型块采用含锆型预制块。成型块四周的陶纤模块应有适当膨胀,处理方式为成型块四周模块尽可能让膨胀方向朝向成型块,在不便于实现膨胀朝向成型块的部位应设置一层或多层高纯型陶纤补偿毯,保持40%以上的压缩比铺设。成型块的冷面设置背衬层,避免产生直通缝,形成密封。
2.2.5.对流段衬里
对流段部位衬里采用陶瓷纤维板+轻质浇注料结构,保温厚度可选择200㎜。衬里施工前,炉体钢板需要刷一层防腐涂料。
2.3.6.预热器衬里
预热器衬里一般采用轻质浇注料结构,保温厚度一般在50-80厚。
三、综合效益
3.1节能效率计算
3.1.1.原结构(耐火砖)外壁温度计算
3.2.2.计算整个纤维衬里的热阻:平均595℃时,含锆纤维模块的导热系数为0.195W/m.K,
Q2与Q1基本相等,因此假设炉体外壁平均温度T冷=60℃合适。根据以上热工计算可以得出,采用200mm纤维模块衬里结构保温后,炉体外壁平均温度在60℃左右。
四、节能效果
五、结束语
加热炉耗用的燃料约占本厂总能耗的40-50%左右。根据实际情况,加热炉衬里节能改造方案可行。因此,统筹规划,对可预见与不可预见问题提前做好应急处理。
参考文献
[1]钱家麟.管式加热炉[M].北京:中国石化出版社2005
[2] GB/T 17911.-1999,耐火陶瓷纤维制品——体积密度试验方法[S]
[3] GB/T 10294-88,绝热材料稳态热阻及有关特性的测定[S]