鄭州中威環(huán)保設備有限公司

隨著社會的發(fā)展，可利用的能源原來越少，節(jié)約能源消耗已是亟待解決的問題。加熱爐是能耗大戶，在我國用能量約占全國總用能量的19%。加熱爐大部分為火焰爐，各種火焰爐都是通過燃料燃燒，將其化學能轉變?yōu)闊崮軄頋M足各種加熱工藝要求的。但是，燃燒生成的煙氣排出爐外時，帶走供入熱量35%~68%的熱量，較大地降低了爐子的熱利用效率。所以充分、有效地回收煙氣余熱是可以大幅度降低爐子用能的重要途徑。

隨著社會對環(huán)境保護的重視，對排入大氣的煙氣要求越來越嚴格。加熱爐在燃燒過程中產生大量的高溫煙氣，排至大氣而形成熱損失，而其中的煙塵、CO和NO_x等有害氣體也隨煙氣排入大氣，造成環(huán)境污染。結果是既浪費了資源又危害了人類自己。提高加熱爐效率、降低環(huán)境污染，已經成為加熱爐用戶要解決的重要問題。

一.工藝概述

該廠焦油蒸餾采用一塔式常壓切取窄餾分的工藝。經過較終脫水的無水焦油由二段焦油泵經無水焦油換熱器進入管式爐加熱，焦油出爐溫度達390~405℃，而后進入二次蒸發(fā)器，在二次蒸發(fā)器內焦油閃蒸，分離成瀝青和混合氣，塔底中溫瀝青經過聚合制得改質瀝青，也可與蒽油配置得燃料油。焦油出爐溫度根據原料性質，處理量，產品變化及二段焦油泵壓力等因素而定。管式爐加熱用煤氣作為燃料，煤氣流量根據焦油出管式爐溫度進行調節(jié)。焦油管式爐為立管圓筒型加熱爐。

二.改造方案

1.     原系統分析

①  廢氣溫度高，熱損失大

焦油裝置的管式爐加熱用燃料為焦爐煤氣，助燃空氣依靠爐膛負壓自然吸入，廢氣經過對流段后直接經煙囪排放大氣，正常狀態(tài)下，焦爐煤氣平均耗量約為900m³/h，空氣系數為1.3，廢氣溫度在350℃以上。通過燃燒計算，廢氣排放量為5836m³/h，廢氣熱損失為3179Kj/h,估算爐子熱效率為76.4%，因此有必要對廢氣余熱加以利用，提高管式爐的熱效率，節(jié)約焦爐煤氣耗能。

②  管式爐燃燒器影響熱效率

管式爐共有6個燃燒器，圓周等距的安裝在爐子底部。燃燒時形成的火焰向上擴散燃燒，空氣在爐膛負壓的作用下自然吸入�；鹧娴膭偠炔蛔�，在爐膛內停留時間短，廢氣溫度高，造成管式爐的熱效率降低，煤氣耗用量上升。

2.     改造方案

①  利用高溫廢氣預熱空氣

高溫煙氣預熱利用系數工藝技術采用熱管空氣預熱器。將原管式爐煙囪用調節(jié)翻版隔開，翻版前引一根DN900的支管將煙氣引至熱管空氣預熱器，預熱空氣并降低排煙溫度后，經煙氣引風機引回原煙囪排放至大氣中。在空氣預熱器前增加一臺鼓風機，將助燃空氣鼓入預熱器提高入爐溫度后，送至加熱爐6個燃燒器。

為了保證運行的安全，在系統內設計了監(jiān)控系統，用于控制煙氣余熱利用系統的鼓風機、引風機和蝶閥的運行狀態(tài)，測試設備的熱工參數。如系統發(fā)生故障，則發(fā)出聲光啟動緊急信號，并輸出相應的控制訊號，使系統可順利切換到自然通風狀態(tài)，保護加熱爐的安全可靠運行。當引風機發(fā)生故障時，正常操作中處于常關狀態(tài)的煙囪管道上的翻板閥打開，煙氣由煙囪排放至大氣，同時燃燒器前的自動快開風門打開，保證燃燒器的正常工作，系統恢復到改造前的自然通風狀態(tài)，確保生產正常進行，預熱器進出口煙道的兩個蝶閥關閉。引風機修復后，各處的閥門均可按指令回復到先前狀態(tài)，整個系統進入余熱利用的正常運轉狀態(tài)。

②  對流段增加一段焦油管

原先一段焦油泵出來的焦油進入原料焦油換熱器與導熱油換熱后，直接進入下一次蒸發(fā)器。為了充分利用煙氣的余熱，講一段焦油泵出來的焦油與導熱油換熱后，先進入管式爐對流段，利用爐子余熱對一段焦油進一步加熱，而后再進入一次蒸發(fā)器。這樣，既可以降低煙氣溫度，提高爐子熱效率，又可以提高一段焦油溫度，穩(wěn)定蒸餾系統生產。因此，在對流室內新增兩排翅片管，具體改造方案如下：

⑴  原對流室較上層螺旋你翅片上抬354mm。并在其下面增加兩層共11根同樣的螺旋翅片管，增加換熱面積10.57m³。

⑵  對流室頂罩抬高300mm，爐門框上梁抬高300mm，側柱向上增加300mm，對流室爐門及側板均向上增加300mm。

⑶  煙囪支架整體上抬354mm,原煙道翻版改為電動蝶閥；煙囪翻版兩側各增加一個DN900煙氣進出接口。

③  管式爐燃燒器改造

改造后燃燒器采用中威效率高節(jié)能型燃燒器，安裝在原位置上。煤氣噴嘴頂部呈圓臺狀，煤氣噴口開設在圓臺的側面，煤氣噴口由原先的16改為12個�？諝庥扇紵�通風改為強制通風，在爐底中部制作安裝一圓柱形風箱，將預熱器來的熱空氣通過這一中心風箱放射性地分配到每只燃燒器的空氣噴管里，每只燃燒器均設有空氣翻版調節(jié)進風量的大小。

④  管式爐爐膛改造

該管式爐爐膛采用高鋁輕質耐火澆注料作為爐墻耐火層，使用兩年后出現不規(guī)則裂縫和局部出現大面積脫落的現狀，對爐膛進行改造。采用高鋁耐火磚作爐膛耐火層。高鋁耐火磚施工較復雜，需將耐火磚按爐缸形狀擺放好一塊一塊豎縫交錯砌筑；同時由于磚和耐火砂漿是相互交錯砌成一個圓形體，當爐膛內部被各種火焰燃燒時，被燃燒的部位就會局部膨脹，此時磚與磚之間的0.05~1mm的磚縫就會隨著溫度變化伸縮。將膨脹產生的變形力化解，使爐膛保溫層在燃燒升溫變化大的情況下始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。