【正文】 ，火焰和高溫?zé)煔鈧鹘o輻射爐管的熱量也越多。過?？諝庀禂?shù)增大后，降低了燃燒溫度，使輻射室爐管熱強度下降，吸熱量減少，這時必然增加燃料用量才能維持恒定的加熱爐熱負(fù)荷即保持穩(wěn)定的加熱爐出口溫度，從而使熱效率下降。（3)過?？諝庀禂?shù)越大，必將造成露點腐蝕溫度越高：為避免空氣預(yù)熱系統(tǒng)遭受露點腐蝕的影響，只能限制排煙溫度的降低，因此，降低過?？諝庀禂?shù)可使排煙溫度有下降的余地。過大的過剩空氣系數(shù)還會加劇爐管的氧化，影響加熱爐的壽命，并使NOx化合物增加，從而會對大氣環(huán)境質(zhì)量造成一定的影響。加熱爐的煙氣氧含量與過?？諝庀禂?shù)的關(guān)系。煙氣氧含量與過?？諝庀禂?shù)的關(guān)系基本呈直線關(guān)系，即不管是那種煙氣中的氧的含量都將隨著過?？諝庀禂?shù)的增加而增多。若過?？諝庀禂?shù)過大，勢必?zé)煔庵醒鹾窟^大，將造成上面分析所說的各種危害。要使加熱爐高效正常運轉(zhuǎn)，除采用新型結(jié)構(gòu)的加熱爐，改善爐管的受熱狀況，預(yù)防結(jié)焦，減少腐蝕外；從改善排煙狀況，維持較低排煙溫度；減少煙氣氧含量，確定最佳過?？諝庀禂?shù)等均是行之有效的措施。我們應(yīng)從以下幾方面提高加熱爐熱效率。（1）降低排煙溫度（2）降低加熱爐過?？諝庀禂?shù) (3）減少爐壁散熱損失 (4）設(shè)置和改進(jìn)控制系統(tǒng) 加熱爐又是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)，其運行熱效率受到諸多因素的影響。比如加熱爐設(shè)計、設(shè)備狀況、燃燒調(diào)整、工藝操作、運行負(fù)荷等。加強管理提高現(xiàn)場操作技能，是提高熱效率重要途徑，但最后仍需要立足于新裝備、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，才能進(jìn)一步長周期、比較穩(wěn)定的提高效率、實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)[4]。加熱爐的操作，很大程度上依賴于現(xiàn)場管理和現(xiàn)場操作，比如燃燒器的調(diào)風(fēng)門、霧化蒸汽調(diào)節(jié)、吹灰器的控制、自動點火的控制等。能夠遠(yuǎn)程控制的，應(yīng)當(dāng)包括介質(zhì)出口溫度的控制、氧含量的控制、負(fù)壓的控制。而目前真正能實現(xiàn)自動控制的，只有出口溫度與燃料油閥位的閉環(huán)控制。這種依賴于個人操作技能的操作方式，決定了加熱爐的運行水平必然是參差不齊的，這樣的技術(shù)現(xiàn)狀與當(dāng)前提倡的節(jié)能降耗、建設(shè)節(jié)約型社會的要求是有差距的。近年來，人們加強對現(xiàn)代控制理論的研究與應(yīng)用，國內(nèi)外出現(xiàn)了自校正系統(tǒng)、自適應(yīng)控制、模糊控制、智能控制等新型控制系統(tǒng)，國內(nèi)高校、研究院和企業(yè)逐步開展加熱爐的數(shù)學(xué)模型與仿真研究，開展模糊控制算法及智能控制系統(tǒng)的研究，取得了一些成果并獲得很好的應(yīng)用，石化生產(chǎn)裝置多采用集散控制系統(tǒng)，但真正實現(xiàn)加熱爐自動控制的并不多，只用作數(shù)據(jù)采集、出口溫度的單回路調(diào)節(jié)，模仿代替儀表PID調(diào)節(jié)，無法達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能操作狀態(tài)。加熱爐節(jié)能技術(shù)，除了在工藝裝備上進(jìn)行改進(jìn)外，通過對加熱爐燃燒過程的自動優(yōu)化控制，實現(xiàn)節(jié)能的技術(shù)就應(yīng)運而生了。實例證明，本技術(shù)在冶金行業(yè)加熱爐應(yīng)用可節(jié)約燃料5%～10%，減少氧化燒損20%以上；在石化行業(yè)加熱爐應(yīng)用可節(jié)約燃料2%以上。由于燃燒控制的優(yōu)化，除具有節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等直接經(jīng)濟效益外，還能減少CO及煙塵排放，同時具有清潔生產(chǎn)的環(huán)保效益。原油蒸餾過程是一個消耗巨大能量的復(fù)雜工藝生產(chǎn)過程，其能耗占煉廠總能耗的20%以上，因而節(jié)能問題一直是原油蒸餾過程優(yōu)化控制的一個主要問題。常減壓裝置的能耗問題是除工藝技術(shù)之外的又一重要問題，也是直接影響反應(yīng)成本的重要因素。隨著原油成本不斷上升，煉油企業(yè)所面臨的壓力越來越大，降低成本提高企業(yè)競爭能力是企業(yè)生存發(fā)展的必然途徑。能源消耗費用在煉油生產(chǎn)過程中占有較大比例，如何優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)能耗是企業(yè)發(fā)展和提高經(jīng)濟效益的重要環(huán)節(jié)。由于常減壓蒸餾是石油加工中應(yīng)用最為廣泛的分離過程之一。蒸餾裝置節(jié)能的三個階段，即：一是生產(chǎn)管理上的優(yōu)化操作階段。如加強加熱爐操作管理的“三門一板”等；二是投資較少的單體設(shè)備提高效率，如塔板的改造等；三是投資較大的以換熱流程為主體的裝置。（1）降低水耗，減少循環(huán)水用量。常減壓蒸餾裝置循環(huán)水主要用于水冷器冷卻油品，為進(jìn)一步降低循環(huán)水單耗，使單位加工費用降低到最小，經(jīng)仔細(xì)研究，采取的措施為：夏季用空冷器代替水冷器，冬季利用裝置的側(cè)線余熱加熱采暖水輸出熱量。在調(diào)節(jié)側(cè)線油品離開裝置溫度時，采取將側(cè)線油品盡量與原油換熱的方式，使其達(dá)到離開裝置時的溫度，可節(jié)約大量循環(huán)水。另外對水冷器進(jìn)行定期化學(xué)清洗，提高其冷卻效果，減少了循環(huán)水用量。（2）降低電耗，機泵、風(fēng)機采用變頻器。對機泵電機采用變頻技術(shù)，以滿足當(dāng)原油性質(zhì)變化時，側(cè)線及回流油量變化情況下的節(jié)能。對常壓塔頂油氣空冷器風(fēng)機采用變頻技術(shù)，以適應(yīng)不同工況條件。電脫鹽系統(tǒng)。本次改造，對電脫鹽采用了交直流電脫鹽技術(shù)，該技術(shù)的主要特點是在電脫鹽罐內(nèi)產(chǎn)生了直流強電場和交流弱電場，具有交流電脫鹽和直流電脫鹽的優(yōu)點，同時克服了各自的不足。在達(dá)到同等脫鹽、脫水水平的條件下，可節(jié)電約30%。（3）降低蒸汽用量。通過細(xì)心調(diào)整操作可提高它們的自產(chǎn)量。 蒸汽的消耗主要在減壓抽真空系統(tǒng)、加熱爐霧化蒸汽及冬季伴熱系統(tǒng)等。投用機械抽真空泵，；加熱爐可采用高效火嘴，調(diào)整其合適的霧化蒸汽量；對蒸汽伴熱系統(tǒng)及蒸汽放空尾部安裝疏水閥，減少“小白龍”現(xiàn)象。建議對汽包排污水也可作為水伴熱熱源，可減少蒸汽用量。 蒸汽的消耗主要在側(cè)線汽提及塔底吹汽，合理調(diào)整其側(cè)線汽提蒸汽用量及常減壓塔底吹汽量。（4）降低燃料油的用量，提高換熱終溫。換熱終溫是衡量常減壓裝置原油換熱回收情況的重要標(biāo)志（換熱終溫每提高3℃, ）。盡管在改造設(shè)計時采用了窄點技術(shù)對換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，但運行中，由于換熱器本身泥沙沉積、積垢較嚴(yán)重，大大影響了傳熱效率，使換熱終溫大幅下降[18]。管理好燃燒系統(tǒng),火嘴燃燒不好就會影響加熱爐熱效率。嚴(yán)格工藝紀(jì)律，控制好燃料油的壓力及溫度，加熱爐參數(shù)不作大幅度調(diào)整，保證加熱爐的燃燒狀態(tài)良好，作到火苗齊、火焰短、爐膛明亮、火焰不直撲爐管。采用保溫材料降低爐壁熱損失。對爐壁表面采用優(yōu)質(zhì)隔熱材料，并對爐襯表面噴涂反輻射涂料，減少爐壁散熱損失，可提高加熱爐效率1%~%。多燒系統(tǒng)干氣。由于催化干氣量較大，不能得到很好平衡而白白燒掉，浪費大量的能源，加熱爐采用多燒系統(tǒng)干氣的措施。既降低大量的燃料油量又平衡全公司干氣系統(tǒng)。煙氣回收系統(tǒng)，加熱爐排煙溫度高，損失大量熱量，正壓嚴(yán)重影響裝置操作，計劃對余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行改造。吹灰器，裝置改造時采用的是聲波吹灰器，由于車間一直用原油作為燃料油，原油中的鹽類物質(zhì)及泥沙較多，爐管和空氣預(yù)熱器積垢較嚴(yán)重，其吹灰效果不太理想。計劃在加熱爐改造時上一套激波吹灰器，提高吹灰效果。 （5）其他節(jié)能降耗措施如污油回收系統(tǒng)改造，為更好地降低裝置煉油損失，利用原有設(shè)備進(jìn)行改造將隔油池中的污油定期回收至罐內(nèi)，再用機泵打入電脫鹽罐內(nèi)，進(jìn)行煉制。減壓蒸餾裝置雖然工藝較為成熟, 但作為煉油行業(yè)的關(guān)鍵工序, 其重要性不言而喻[15]。目前在工藝加工流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)及優(yōu)化操作等方面有了較大的技術(shù)進(jìn)步。 對目前減壓塔的深拔, 以下幾個方法有待進(jìn)一步深入研究 。（1）強化原油蒸餾法，此方法是通過往原油或常壓重油中加活性添加劑, 改變系統(tǒng)狀態(tài), 調(diào)節(jié)石油分散體系中分子間的相互作用, 使餾分油的相對揮發(fā)度增加,提高拔出率[19]。國內(nèi)一些科研單位也正在對這項新技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā), 如華東理工大學(xué)對添加劑強化蒸餾進(jìn)行研究,并將其應(yīng)用勝利油田的減壓蒸餾。結(jié)果表明, 減壓餾分油收率提高了 % , 具有技術(shù)經(jīng)濟可行性[16]。（2）采用蒸汽 + 機械抽真空系統(tǒng)，此方法不僅能節(jié)約蒸汽，降低加工成本，也能減少環(huán)保壓力，避免含硫污水的產(chǎn)生，同時不受蒸汽壓力的影響，而影響真 空 度 。（3）采用先進(jìn)的流程模擬軟件，采用先進(jìn)的流程模擬軟件，如 P r oⅡ、Aspen Plus 等計算機模擬軟件對生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化，對出裝置的不足，達(dá)到深拔的目的。 腐蝕的監(jiān)測和防護(hù)方法(1) 監(jiān)測方法，對于塔頂?shù)蜏馗g，一般是分析塔頂脫水的PH值來判斷腐蝕狀況。指標(biāo)是：PH值在7到9之內(nèi)。近兩年新推出一種新的塔頂腐蝕在線監(jiān)測方法—電阻探針在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)[12]。它的原理就是利用探針上的電阻片受到腐蝕而減薄產(chǎn)生的電阻變化來在線監(jiān)測探針安裝點處的腐蝕速度。 正常生產(chǎn)時，可進(jìn)行定期定點測厚。在各種低溫油氣管線、含硫管線、高溫管線的直管段、重點是彎頭部位做出活動式的保溫以方便測厚。如果加工含硫較高的原油可以每進(jìn)行一次定點測厚，并作好記錄以進(jìn)行對比。這種方法有一個缺點，就是高溫部位的測厚數(shù)據(jù)有時候不太準(zhǔn)確，經(jīng)常會比原始厚度還厚，可能與測厚儀器或測厚手法有關(guān)系。最好是利用停工檢修時進(jìn)行大面積測厚。(2) 防護(hù)措施，防護(hù)措施可分為兩種：工藝防腐和設(shè)備防腐。① 塔頂?shù)蜏馗g的設(shè)備防護(hù)。在塔頂腐蝕環(huán)境下，碳鋼會產(chǎn)生嚴(yán)重的均勻腐蝕，表現(xiàn)為露點腐蝕，奧氏體不銹鋼則會發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂[7]。所以，我們必須在材質(zhì)方面采取一定措施?，F(xiàn)在加工高硫原油的常壓塔，常一中以上塔體一般都采用內(nèi)部襯不銹鋼初餾塔、常壓塔頂空冷設(shè)備部位，沖蝕和露點腐蝕嚴(yán)重。為了避免氯離子造成的不銹鋼材質(zhì)應(yīng)力開裂，可以使用管束材質(zhì)為鈦合金或雙相不銹鋼的空冷，也可以在空冷入口處用鈦板做襯板。在塔頂水冷器的管束上可采用新型涂料進(jìn)行內(nèi)外防腐[8]。需要注意的是有一些防腐涂料的耐熱溫度很低，在停工吹掃、蒸汽沖洗塔時，要避免長時間超過200℃，否則會出現(xiàn)起皮、脫落現(xiàn)象，進(jìn)而結(jié)垢嚴(yán)重，需要進(jìn)行高壓清洗，但高壓清洗同樣會沖壞其涂層。為節(jié)約成本，各裝置基本未對油氣管線的材質(zhì)進(jìn)行升級，仍然還是采用碳鋼管，只是增加了在線測厚的頻次。機泵密封的材質(zhì)也要進(jìn)行選擇，以抵抗腐蝕。② 高溫腐蝕的設(shè)備防護(hù)。針對高溫腐蝕的特點，處于腐蝕嚴(yán)重的高溫部位，減壓塔整個塔體，減壓轉(zhuǎn)油線均應(yīng)采用360L內(nèi)襯鋼扳。常壓爐、減壓爐的輻射室，介質(zhì)溫度高于250℃的工藝管道。彎頭、三通、熱電偶套管插入處、倒淋，這些地方的環(huán)烷酸腐蝕特別嚴(yán)重，也需要對這些區(qū)域進(jìn)行定期定點測厚。高溫?fù)Q熱器的材質(zhì)也應(yīng)提高檔次，以減少腐蝕。重油的閥門絲杠會被腐蝕變細(xì)或腐蝕出凹坑，出現(xiàn)壓蓋處泄漏、閥門關(guān)不嚴(yán)的問題，因此重油、高溫閥門應(yīng)保持全開、全關(guān)，避免閥桿遭受腐蝕。生產(chǎn)中開關(guān)重油閥門時要注意安全，以免燙傷或發(fā)生火災(zāi)。對裝置所有的重油管線及其管件要進(jìn)行材質(zhì)的確認(rèn)，尤其是新安裝的管線。國內(nèi)已有多起材質(zhì)用錯，造成泄漏著火，甚至傷及生命的事故發(fā)生。（3）工藝防腐，設(shè)備防腐是在裝置初建或檢修中進(jìn)行的[10]。日常生產(chǎn)中，為了控制蒸餾裝置的塔頂?shù)蜏仉娀瘜W(xué)腐蝕，最有效的手段就是工藝防腐，一般都采用“一脫三注”—原油深度電脫鹽，塔頂揮發(fā)線注入氨、注緩蝕劑、注水。① 油電脫鹽。原油電脫鹽是控制腐蝕的關(guān)鍵一步，充分脫除水解后產(chǎn)生氯化氫的鹽類是防止腐蝕的治本辦法，通過有效的脫鹽，實現(xiàn)脫后原油含鹽3毫克每升以下，即可對低溫部位腐蝕進(jìn)行有效的控制。但是要注意，完全脫鹽會加重高溫部位的硫腐蝕，因為氯化物對高溫硫腐蝕有抑制作用，因此脫后含鹽控制在5毫克每升，是比較合理的。② 揮發(fā)線注入氨。為使常減壓塔頂冷凝冷卻系統(tǒng)的腐蝕進(jìn)一步降低，需在塔頂揮發(fā)線系統(tǒng)中注中和劑以中和氯化氫，因氨水價格低廉來源充足，多數(shù)煉廠都使用氨作為中和劑。氨水除了中和作用還可以起調(diào)節(jié)PH值的作用。從上面可以看出，在弱酸、弱堿的環(huán)境下，腐蝕速度最小。因此有不少人認(rèn)為可以保持弱酸環(huán)境不要注氨，以控制腐蝕速度。理由還有減少化工原材料的用量，而且長期注氨，生成的氯化銨鹽會在冷卻器中沉積，造成塔頂各水冷器結(jié)垢嚴(yán)重，嚴(yán)重影響傳熱效果。但由于緩蝕劑的適宜工作環(huán)境是弱堿性，所以需要在注緩蝕劑前先注氨，將PH值調(diào)到堿性，發(fā)揮緩蝕劑的作用。氨水的來源是污水汽提裝置的產(chǎn)物或?qū)⒁喊迸c軟化水配成氨水。如果用液氨配置溶液，要小心液氨對呼吸道的刺激。氨水的濃度可大可小，日常生產(chǎn)中要勤檢查塔頂脫水的值在7~9之間。③ 塔頂揮發(fā)線注入緩蝕劑[11]。緩蝕劑是一種表面活性劑，其分子內(nèi)部有硫、氮、氧等強極性因子及烴類的結(jié)構(gòu)因子。緩蝕劑可以以單分子狀態(tài)吸附在金屬表面，形成一層致密的膜，其極性因子吸附在金屬設(shè)備表面，另一端烴類因子則在設(shè)備與介質(zhì)之間組成一道屏障，隔斷了腐蝕介質(zhì)和金屬的接觸，因此具有保護(hù)作用[17]。一般常用的緩蝕劑是中和緩蝕劑，即其中含有大量的起中和作用的有機胺。緩蝕劑的配制和破乳劑相同[9]。效果好的緩蝕劑的注入量僅是塔頂餾出物的10毫克每升?，F(xiàn)場一般控制一個定量，根據(jù)塔頂腐蝕數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)。緩蝕劑分油溶性和水溶性兩大類，其中油溶性緩蝕劑經(jīng)過塔頂回流可循環(huán)使用，所以損失較小，而水溶性緩蝕劑隨冷凝水排掉，因此使用油溶性緩蝕劑較經(jīng)濟。在開工初期，要盡快將緩蝕劑注入到塔頂，而且量要大。目的是使緩蝕劑盡快成膜，發(fā)揮保護(hù)作用。一般需要兩個星期，然后可以根據(jù)腐蝕速度調(diào)節(jié)注入量。④ 揮發(fā)線注水。在揮發(fā)線上注水，可使冷凝冷卻器的露點部位轉(zhuǎn)移以保護(hù)冷凝設(shè)備。同時，注入氨后塔頂餾出系統(tǒng)會出現(xiàn)氯化銨沉積，即影響冷凝冷卻器傳熱效果，又引起設(shè)備的垢下腐蝕，故需用注水洗滌加以解決。注水量不要長時間固定一個量，每隔一段時間調(diào)整一次。注水量要盡量大些，提高露點處的PH值。一般，三注按流程走向的順序是注入氨、注緩蝕劑、注水。⑤ 高溫腐蝕的工藝防腐。根據(jù)高溫腐蝕機理分析，目前控制高溫腐蝕環(huán)境的對策有如下幾種：：原油的酸值易于通過稀釋加以降低，對許多煉油廠而言混煉不失為一種較好的防止高溫腐蝕的方法，即不需要額外支出或投資，只需在計劃和運行上作些額外的努力。：使用油溶性緩蝕劑；原油脫酸等方法屬于新技術(shù)，國內(nèi)尚處于研究階段，我們應(yīng)密切注意，了解專業(yè)前沿內(nèi)容，以便盡快服務(wù)于生產(chǎn)。2 設(shè)計任務(wù)說明書 大慶原油是我國的主要油區(qū)原油之一，許多煉廠均采用大慶原油煉制各種產(chǎn)品，在我國處于重要地位。首先我們必須了解大慶原油的性質(zhì)。與國外原油相比，大慶原油的凝點和蠟含量較高。大慶原油性質(zhì)：密度（20℃） g/cm3 運動粘度（50℃），凝點（30℃）蠟含量（%），殘?zhí)浚?），硫含量（%），氮含量（%）。表21原油蒸餾數(shù)據(jù)餾程℃占原油（每餾分）m%密度（20℃）g/cm3占原油（每餾分）v%＜150150—180180—200200—230235—250