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摘要：通过对影响加热炉冒烟及落灰的因素进行分析，优化操作，并进行有意义的实践。
关键词：加热炉 冒烟 途径 操作
中图分类号：TG155文献标识码： A
1概述
加热炉烟囱冒烟、落灰现象是炼化装置普遍存在的。这不但加重了操作工的工作量，而且造成了环境污染，同时也因炉管积灰，降低了预热空气温度和加热炉的热效率，造成了能源的浪费。因此，探讨减少加热炉冒烟及落灰的优化操作就显得很有必要。
2现状调查及分析
某装置加热炉烟囱冒烟，以白烟、灰烟为多，且落灰现象严重。燃料油能耗较高（7.0kg/t）。空气预热器效果不理想.常压炉预热空气温度在160～170℃;减压炉预热空气温度在140℃左右。
加热炉冒烟落灰的原因比较多，分析原因如下：
1)油火的燃烧情况不好。如油火雾化不好，通风量不够等。
2)燃料油粘度大或含硫量高。
3)雾化蒸汽温度低，蒸汽带水或压力波动幅度大。
4)预热空气温度低。
5)外排烟气温度低，含水蒸气多。
6)燃烧瓦斯气量大。
7)常压瓦斯、减顶瓦斯燃烧冒烟。
8)烟道挡板，烟气抽出蝶阀等仪表设施活动不灵活。
9)外界环境影响。如气温低。
我们依据加热炉内点火的具体情况，燃料油性质，以及加热炉各温度、压力、氧含量等参数。分析产生问题的主要原因为燃料油及干气含硫量大，雾化蒸汽及预热空气温度低，加热炉负荷大。
3确定主要原因并对其验证
某装置大部分时间以炼制管输油为主，其加热炉燃料对比如下：
比重
20℃
恩氏粘度
m㎡/s 残炭量
（m/m）% 硫含量
（m/m）% 酸值
（mg/100ml
KOH） 效果
减底渣油 0.9878 >70 1.970 0.40 差
减二蜡油 0.8778 1.331 0.60
减三蜡油 0.9506 0.96 1.520 0.48 较好
初底原油 0.9049 14.50 0.24 1.32 好
油浆调和油 0.9978 25.33 11.92 1.614 一般
通过对以上燃料油品的燃烧情况进行比较，我们发现：冒烟落灰情况，初底原油<减二蜡油<减三蜡油<油浆调和油<减底渣油。这说明了：加热炉的冒烟落灰情况与燃料油中硫组分的含量有很大关系。硫含量大，冒烟落灰情况严重，有时还会有大块酸性灰块落下；反之，硫含量小，冒烟落灰情况相对较轻。
4制定对策及实施
4.1提高预热风温度；定期清预热器
提高预热风温度可以减少加热炉的热损失，减轻加热炉的负荷，使燃料燃烧的更充分，从而提高加热炉的热效率；定期清理预热器，可以清除附着在翅片上的积灰和积垢，提高热管传热系数。在我小组开展活动以前，常炉预热空气温度只有100～120℃，减炉预热空气温度也只有120～140℃。通过我们采取了以上两项措施之后，现在常炉预热空气温度提高到170～190℃，减炉预热空气温度也达到了170℃以上。火焰雾化明显好转，冒烟状况有所减轻，落灰情况得到改善，燃料油能耗节省了0.2～0.7%。
4.2改善通风状况，调整过剩空气系数
加热炉的正常操作要保证合适的过剩空气系数，一般控制在1.05～1.15之间。供风不足，燃料不能充分雾化，烟气中CO和残C含量大，容易造成落灰，反应如下：CNHN+2+ O2--→CO2↑+ H2O+CO↑
但供风量过大，容易造成炉管的氧化，还会加剧SO2的氧化，生成SO3，与空气中的水蒸气形成白色酸雾。反应如下：
2SO2 +O2=2SO3 SO3+H2O = H2SO4
为此，参考加热炉氧含量值来调整过剩空气系数。以常压炉为例，氧含量在6.0～7.5%，烟囱冒烟落灰严重，炉膛昏暗，上部有烟。我们通过调节一次风门和二次风门，使氧含量提升至10.5%以上，炉膛明亮，但仍有大量白烟。于是我们反复观察调整，最后将氧含量保持在9.0～9.5%之间，冒烟情况最轻。
4.3提高燃料油温度
我们发现同一种燃料油在不同温度下的燃燒状况不同。以管输油燃料油为例。在160～170℃时，火焰雾化不好，火头有轻微黑烟，有时带火星较多，烟囱冒烟情况明显，落灰情况也比较严重。而温度提升至185～195℃时，火焰明亮，偶尔带少量火星，烟囱冒烟状况有所减轻，落灰量大幅减少。
4.4提高雾化蒸汽温度
除了提高燃油温度，我们还通过提高雾化蒸汽温度来调节加热炉冒烟情况。原来的雾化蒸汽与抽真空蒸汽一起进入减压炉对流室加热，加热后温度在200～220℃，在遇到冬季寒流季节时，还会造成雾化蒸汽带水，造成雾化蒸汽压力波动，火焰缩火，甚至熄火，烟囱间断有小股黑烟冒出。在检修时，我们对雾化蒸汽炉管下移，由原来的一排，增加为三排，加热后温度提升至260～280℃。蒸汽压力稳定，火焰正常稳定，烟囱只有少量白烟冒出，燃油能耗下降0.3～0.5%，蒸汽用量节约2.0～3.5%
4.5改变炉膛负压值
通过查找资料炉膛负压在-20～-80Pa比较好。以前负压经常在-150～-240Pa很多燃料在没有充分燃烧甚至没来得及燃烧的情况下被抽出在预热器表面形成机积灰。而且因通风过快带走大量的热量。为了达到控制指标，我们在引风机上加了变频，通过调节风机转速达到控制烟气的抽出速度，来控制好炉膛负压，现在一般都在-50～-80Pa左右。这样让燃油有更多的时间停留在炉膛里，以确保其充分燃烧，并且减少烟气所带走的热量及其在预热器的积灰。
4.6空气预热器上加设吹灰器
在减压炉空气预热器上多加了一个吹灰器，并且把常炉空气预热器上移至上面易积灰的地方，已增加吹会效果。同时在每周一三五定时定量加清灰剂，加完后接着吹灰。
4.7改烧低含硫燃料油
在相继对燃料油温度，雾化蒸汽温度，以及预热空气温度进行了调整之后。我们发现燃料油的性质变化对加热炉的冒烟状况也有很大关系。经过比较，含硫量大、粘度大、组分重的燃料油冒烟状况相对较重。例如，在炼制科威特原油时，烧催化油浆，其含硫量较大，烟囱有大股白烟冒出；改烧减三油后，火焰燃烧状况明显改善，烟囱偶尔有冒烟现象。在炼制管输油和赵东油时，渣油粘度>70，燃烧后有轻微白烟冒出。
5检查效果
加热炉以管输原油炼制的减三油为燃料，冒烟落灰情况最为理想；以科威特原油炼制的蜡油为燃料，冒烟情况比较严重；白天温度高时冒烟少，晚上温度低时冒烟多；燃烧瓦斯气量大时，冒烟多。从企业效益的角度出发，我们以油浆调和油（油浆：减底渣油=4：6）为燃料，我们对其进行了以下几组调整对比，并对其验证。
调整 前 调整 后 效
果
常压炉 减压炉 常压炉 减压炉
预热风温度℃ 80～100 120～140 170～180 140～170 好
炉膛负压值Pa <-100 <-150 -50～-70 -60～-90 一般
氧含量% 8～9 5～6.5 >10 3～3.5 好
瓦斯流量NM3/H 300～400 <100 好
雾化蒸汽温度℃ 200～230 260～300 一般
燃油温度℃ 100～120 185～195 好
备注
6结束语
通过一年多的对比试验，我们对加热炉的操作进行了调整，使加热炉冒烟落灰情况得到大幅改善，达到了环保要求，实现了环保增效的目的。
关键词：加热炉 冒烟 途径 操作
中图分类号：TG155文献标识码： A
1概述
加热炉烟囱冒烟、落灰现象是炼化装置普遍存在的。这不但加重了操作工的工作量，而且造成了环境污染，同时也因炉管积灰，降低了预热空气温度和加热炉的热效率，造成了能源的浪费。因此，探讨减少加热炉冒烟及落灰的优化操作就显得很有必要。
2现状调查及分析
某装置加热炉烟囱冒烟，以白烟、灰烟为多，且落灰现象严重。燃料油能耗较高（7.0kg/t）。空气预热器效果不理想.常压炉预热空气温度在160～170℃;减压炉预热空气温度在140℃左右。
加热炉冒烟落灰的原因比较多，分析原因如下：
1)油火的燃烧情况不好。如油火雾化不好，通风量不够等。
2)燃料油粘度大或含硫量高。
3)雾化蒸汽温度低，蒸汽带水或压力波动幅度大。
4)预热空气温度低。
5)外排烟气温度低，含水蒸气多。
6)燃烧瓦斯气量大。
7)常压瓦斯、减顶瓦斯燃烧冒烟。
8)烟道挡板，烟气抽出蝶阀等仪表设施活动不灵活。
9)外界环境影响。如气温低。
我们依据加热炉内点火的具体情况，燃料油性质，以及加热炉各温度、压力、氧含量等参数。分析产生问题的主要原因为燃料油及干气含硫量大，雾化蒸汽及预热空气温度低，加热炉负荷大。
3确定主要原因并对其验证
某装置大部分时间以炼制管输油为主，其加热炉燃料对比如下：
比重
20℃
恩氏粘度
m㎡/s 残炭量
（m/m）% 硫含量
（m/m）% 酸值
（mg/100ml
KOH） 效果
减底渣油 0.9878 >70 1.970 0.40 差
减二蜡油 0.8778 1.331 0.60
减三蜡油 0.9506 0.96 1.520 0.48 较好
初底原油 0.9049 14.50 0.24 1.32 好
油浆调和油 0.9978 25.33 11.92 1.614 一般
通过对以上燃料油品的燃烧情况进行比较，我们发现：冒烟落灰情况，初底原油<减二蜡油<减三蜡油<油浆调和油<减底渣油。这说明了：加热炉的冒烟落灰情况与燃料油中硫组分的含量有很大关系。硫含量大，冒烟落灰情况严重，有时还会有大块酸性灰块落下；反之，硫含量小，冒烟落灰情况相对较轻。
4制定对策及实施
4.1提高预热风温度；定期清预热器
提高预热风温度可以减少加热炉的热损失，减轻加热炉的负荷，使燃料燃烧的更充分，从而提高加热炉的热效率；定期清理预热器，可以清除附着在翅片上的积灰和积垢，提高热管传热系数。在我小组开展活动以前，常炉预热空气温度只有100～120℃，减炉预热空气温度也只有120～140℃。通过我们采取了以上两项措施之后，现在常炉预热空气温度提高到170～190℃，减炉预热空气温度也达到了170℃以上。火焰雾化明显好转，冒烟状况有所减轻，落灰情况得到改善，燃料油能耗节省了0.2～0.7%。
4.2改善通风状况，调整过剩空气系数
加热炉的正常操作要保证合适的过剩空气系数，一般控制在1.05～1.15之间。供风不足，燃料不能充分雾化，烟气中CO和残C含量大，容易造成落灰，反应如下：CNHN+2+ O2--→CO2↑+ H2O+CO↑
但供风量过大，容易造成炉管的氧化，还会加剧SO2的氧化，生成SO3，与空气中的水蒸气形成白色酸雾。反应如下：
2SO2 +O2=2SO3 SO3+H2O = H2SO4
为此，参考加热炉氧含量值来调整过剩空气系数。以常压炉为例，氧含量在6.0～7.5%，烟囱冒烟落灰严重，炉膛昏暗，上部有烟。我们通过调节一次风门和二次风门，使氧含量提升至10.5%以上，炉膛明亮，但仍有大量白烟。于是我们反复观察调整，最后将氧含量保持在9.0～9.5%之间，冒烟情况最轻。
4.3提高燃料油温度
我们发现同一种燃料油在不同温度下的燃燒状况不同。以管输油燃料油为例。在160～170℃时，火焰雾化不好，火头有轻微黑烟，有时带火星较多，烟囱冒烟情况明显，落灰情况也比较严重。而温度提升至185～195℃时，火焰明亮，偶尔带少量火星，烟囱冒烟状况有所减轻，落灰量大幅减少。
4.4提高雾化蒸汽温度
除了提高燃油温度，我们还通过提高雾化蒸汽温度来调节加热炉冒烟情况。原来的雾化蒸汽与抽真空蒸汽一起进入减压炉对流室加热，加热后温度在200～220℃，在遇到冬季寒流季节时，还会造成雾化蒸汽带水，造成雾化蒸汽压力波动，火焰缩火，甚至熄火，烟囱间断有小股黑烟冒出。在检修时，我们对雾化蒸汽炉管下移，由原来的一排，增加为三排，加热后温度提升至260～280℃。蒸汽压力稳定，火焰正常稳定，烟囱只有少量白烟冒出，燃油能耗下降0.3～0.5%，蒸汽用量节约2.0～3.5%
4.5改变炉膛负压值
通过查找资料炉膛负压在-20～-80Pa比较好。以前负压经常在-150～-240Pa很多燃料在没有充分燃烧甚至没来得及燃烧的情况下被抽出在预热器表面形成机积灰。而且因通风过快带走大量的热量。为了达到控制指标，我们在引风机上加了变频，通过调节风机转速达到控制烟气的抽出速度，来控制好炉膛负压，现在一般都在-50～-80Pa左右。这样让燃油有更多的时间停留在炉膛里，以确保其充分燃烧，并且减少烟气所带走的热量及其在预热器的积灰。
4.6空气预热器上加设吹灰器
在减压炉空气预热器上多加了一个吹灰器，并且把常炉空气预热器上移至上面易积灰的地方，已增加吹会效果。同时在每周一三五定时定量加清灰剂，加完后接着吹灰。
4.7改烧低含硫燃料油
在相继对燃料油温度，雾化蒸汽温度，以及预热空气温度进行了调整之后。我们发现燃料油的性质变化对加热炉的冒烟状况也有很大关系。经过比较，含硫量大、粘度大、组分重的燃料油冒烟状况相对较重。例如，在炼制科威特原油时，烧催化油浆，其含硫量较大，烟囱有大股白烟冒出；改烧减三油后，火焰燃烧状况明显改善，烟囱偶尔有冒烟现象。在炼制管输油和赵东油时，渣油粘度>70，燃烧后有轻微白烟冒出。
5检查效果
加热炉以管输原油炼制的减三油为燃料，冒烟落灰情况最为理想；以科威特原油炼制的蜡油为燃料，冒烟情况比较严重；白天温度高时冒烟少，晚上温度低时冒烟多；燃烧瓦斯气量大时，冒烟多。从企业效益的角度出发，我们以油浆调和油（油浆：减底渣油=4：6）为燃料，我们对其进行了以下几组调整对比，并对其验证。
调整 前 调整 后 效
果
常压炉 减压炉 常压炉 减压炉
预热风温度℃ 80～100 120～140 170～180 140～170 好
炉膛负压值Pa <-100 <-150 -50～-70 -60～-90 一般
氧含量% 8～9 5～6.5 >10 3～3.5 好
瓦斯流量NM3/H 300～400 <100 好
雾化蒸汽温度℃ 200～230 260～300 一般
燃油温度℃ 100～120 185～195 好
备注
6结束语
通过一年多的对比试验，我们对加热炉的操作进行了调整，使加热炉冒烟落灰情况得到大幅改善，达到了环保要求，实现了环保增效的目的。