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新聞詳情

在低通量期間,監(jiān)控燃燒加熱器中的酸露點(diǎn)溫度以防止腐蝕

來源:上海上自儀公司作者:上海上自儀公司網(wǎng)址:http://mphtx.cn

低水平的煙氣回收可使煉油廠提高其加熱器的效率。但是,此過程可能導(dǎo)致煙氣冷凝,這些酸性液滴會(huì)腐蝕設(shè)備。上海上自儀公司為了獲得非常佳的安全性和效率,精煉廠必須監(jiān)控溫度并根據(jù)需要進(jìn)行操作調(diào)整。


在煉油廠中,燃燒加熱器是能源的主要使用者,在各種工藝單元中消耗約40-50%的燃料。構(gòu)成鍋爐和燃?xì)廨啓C(jī)的公用事業(yè)系統(tǒng)消耗約30-40%的燃料。對于具有二級加工設(shè)施的典型精煉廠,燃燒加熱器的平均燃料消耗量約為原油產(chǎn)量的7 wt%。


隨著減少碳排放的動(dòng)力越來越大,提高燃燒爐的效率是煉油廠可以采取的非常具影響力的措施之一。提高效率的一種方法是使用低水平的煙氣熱回收,這是將煙氣的熱量與諸如鍋爐給水,燃燒空氣等低溫過程進(jìn)行熱交換的過程。


然而,低水平煙氣的熱回收面臨挑戰(zhàn),非常重要的一個(gè)牢記是煙氣露點(diǎn)腐蝕。


煉油設(shè)備中的冷凝和腐蝕

當(dāng)含硫化合物的燃料燃燒時(shí),產(chǎn)生的煙道氣會(huì)冷凝成硫酸(H 2 SO 4),亞硫酸(H 2 SO 3)和其他腐蝕性物質(zhì)。這些冷凝的酸會(huì)腐蝕對流段,煙道,煙囪,空氣預(yù)熱器等中的管子和其他延伸表面。含硫化合物的量主要是燃料中的硫化氫(H 2 S)形式。與酸滴的濃度直接相關(guān),因此與腐蝕程度直接相關(guān)。


幾位研究人員在準(zhǔn)確估算酸露點(diǎn)(或某種酸性氣體會(huì)凝結(jié)成液滴的溫度)方面進(jìn)行了大量工作。對于加熱器,目標(biāo)是將敏感區(qū)域的溫度保持在該露點(diǎn)以上。在正常運(yùn)行條件下,該變量易于控制。但是,在調(diào)低運(yùn)轉(zhuǎn)期間(例如行業(yè)目前正在經(jīng)歷的過程),加熱器的低溫區(qū)域(通常稱為冷端)可能會(huì)接近酸露點(diǎn)溫度。較低的吞吐量,較高的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)自從一帶一路席卷全球以來,消費(fèi)者和企業(yè)就減少了運(yùn)輸燃料的消耗。石油和天然氣行業(yè)通過減少煉油廠運(yùn)行量來應(yīng)對這種較低的需求,其中非常大的降幅集中在汽油生產(chǎn)上。


根據(jù)美國能源信息署(EIA)的數(shù)據(jù):“到2020年4月,對ADU(常壓蒸餾裝置)的總投入比五年(2015-19年)每天減少340萬桶(桶/天)(21%)。到2020年5月,對ADU的總投入比五年平均水平低360萬桶/天(21%)。與ADU和其他下游裝置相比,與煉油廠汽油生產(chǎn)相關(guān)的催化裂化裝置的投入量相對于4月和5月的5年平均值而言,是產(chǎn)量第二大變化,分別為160萬桶/天和1.4桶/天。分別降低百萬桶/天”(《本周石油》,2020年8月19日,美國EIA)。


燃燒加熱器的低吞吐量操作直接影響冷端溫度,這可能導(dǎo)致酸露點(diǎn)腐蝕。為了實(shí)現(xiàn)非常佳操作和設(shè)備完整性,精煉廠必須監(jiān)控溫度并根據(jù)需要進(jìn)行操作調(diào)整。


空氣預(yù)熱器中的冷角

在加熱器中的所有設(shè)備中,非常容易受到酸露點(diǎn)腐蝕的設(shè)備是空氣預(yù)熱器(APH)。這些熱交換器在煙氣進(jìn)入燃燒器之前將熱量從煙道氣傳遞到燃燒空氣。為此,大多數(shù)換熱型APH以自頂向下和左右流動(dòng)的方式配置。這種配置在APH的煙氣和助燃空氣一側(cè)產(chǎn)生空間溫度梯度,從而在與非常低煙氣和助燃空氣溫度相對應(yīng)的位置處產(chǎn)生冷角。


空氣預(yù)熱器中的溫度測量

通常在APH中,下游混合煙氣的溫度用于監(jiān)控和操作調(diào)整。但是,這與余量一起使用,以便能夠與冷角處的非常小管金屬溫度相關(guān)聯(lián)。


顯示了煙氣溫度指示器(TI)的通常位置。但是,隨著APH的老化和積垢,空間溫度曲線由于傳熱特性的變化而變化。從單點(diǎn)混合溫度測量可能看不到這種變化。


大多數(shù)煉油廠已經(jīng)意識(shí)到,他們可以使用爐子狀態(tài)監(jiān)測來避免結(jié)垢,泄漏,流量分配和其他性能問題。現(xiàn)在,在吞吐量較低的時(shí)候,精煉廠還應(yīng)注意易受污染的設(shè)備中的酸露點(diǎn)冷凝。在APH中,一種方法是操作空氣旁路風(fēng)門。同樣重要的是測量煙氣出口③處的溫度曲線,并通過位于⑥煙氣側(cè)的DP變送器監(jiān)測壓差(DP)。


在大多數(shù)APH中,僅在⑤處進(jìn)行燃燒空氣溫度測量:旁路后通向燃燒器的組合管道。這足以滿足空氣旁通旁路完全關(guān)閉的情況。但是,當(dāng)旁路到APH的一部分空氣時(shí),僅此位置不能提供有關(guān)APH性能的信息,上海上自儀公司這通常是在調(diào)低條件下運(yùn)行時(shí)的情況。因此,在旁路(位置④)之前和旁路之后測量燃燒空氣溫度對于診斷和性能評估都是無價(jià)的。