ATP干馏炉燃烧区流场分析及结构改进的研究

2016年以来,页岩炼油厂ATP干馏炉小颗粒页岩炼油装置逐步提高处理量,在此过程中,出现干馏炉内燃烧区气流场分布不均,温度场分布达不到设计要求的问题。为解决此问题,引入了炉内建模气体流场模拟软件进行模拟,通过模拟得到解决方案。     

燃烧器上摆角度对四角切圆锅炉再热蒸汽温度偏差影响的数值模拟

采用燃烧器上摆和附加风上摆角度偏差设置的方法来降低锅炉烟温偏差和再热蒸汽温度偏差。对一台700 MW四角切圆燃烧锅炉不同燃烧器上摆角度条件下的炉内燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果与试验值符合较好。燃烧器上摆角度增加,炉内气流的旋转动量矩和屏区入口的残余旋转动量矩减小,水平烟道内烟气速度和温度偏差降低。附加风上摆角度的偏差设置可降低屏区入口的残余旋转动量矩,进而减小烟气速度和温度偏差。燃烧试验表明,燃烧器上摆11°和附加风上摆角度的偏差设置10°可将再热蒸汽温度偏差由20℃左右降低至4℃以下,是一种有效降低烟气和再热蒸汽温度偏差的手段。     

压缩空气替代雾化蒸汽在燃油燃烧器上的应用

ATP装置投产运行以来,先后对烟气冷却器、布袋除尘器、燃烧风机热风回流等主要设备进行了技术改造,使装置生产逐渐平稳,运行周期延长至3个月。但近几年,尤其是冬季开工或是需要额外补充热量必须点3#燃油燃烧器时,由于燃油雾化蒸汽压力无法一直保持0.8MPa,故3#燃烧器不满足运行条件,导致开工过程或是应急处理时间延长,给ATP装置安全生产带来隐患,并造成一定的经济损失。本文就3#燃烧器运行不稳定的原因进行分析,并提出用压缩空气替代雾化蒸汽的方案来解决这一问题。     

?8.4m×58mATP炉轮带裂纹原因分析及修复方案

抚顺矿业集团页岩炼油厂?8.4 m×58 m回转窑炉是世界上仅存的一套ATP工艺主体设备,该窑炉通常叫做ATP炉,用于加工处理12 mm以下小颗粒页岩。2017年10月发现ATP炉固定端和浮动端轮带出现多条裂纹,且随着运行时间的延长裂纹在逐渐增多,如果处理不及时,将导致轮带断裂,造成生产中断。如何解决这一问题是ATP运行团队的首要任务。本文就ATP炉轮带裂纹产生的原因进行详细分析,并给出通过补焊的方法来解决此问题。     

热媒油炉燃烧器适应性改造

本文从储气库运行过程中表现出乙二醇浓度较低,不能满足正常生产的情况,围绕热媒油炉供热系统供热不足的问题开展分析,通过论证进行燃烧器适应性改造,解决系统供热问题,进而保证脱水装置平稳运行。     

ATP装置烟气余热回收与产能提高

ATP装置至2013年8月投入运行以来,先后对烟气冷却器、布袋除尘器进行技术改造,使装置的运行周期由几天延长至近3个月。但是,页岩处理量始终在140 t/h,远远没有达到设计要求的230 t/h。如何突破技术壁垒,接近或达到设计要求是整个运行的核心任务。本文就处理量低的原因进行分析,并提出了增加烟气余热锅炉的方案,来解决页岩处理量低这一难题。     

裂解炉供热方式对燃烧特性影响的模拟研究

利用计算流体力学Fluent软件,对全底烧供热和侧壁燃烧器采用预混与非预混燃烧的联合供热的工况,进行数值模拟计算,得到了燃烧室内的NO浓度场、燃气喷口的温度场及其变化曲线。计算结果表明,联合供热时对炉内温度、NO的生成量有显著影响,侧壁燃烧器采用预混燃烧时温度场更均匀、NO的生成量更少;全低烧供热时燃烧速度更快,炉膛内平均温度高于联合供热。     

国外水泥期刊要览

分解炉燃烧装置评论了现存的分解炉燃烧装置,重点介绍使用替代原燃料时的限制因素以及如何识别操作问题(诸如CO和NOx排放问题、堵塞、窑况不稳等)产生的驱动因素。应用矿物交互计算流体力学(MI-CFD)这个数学工具分析了三种分解炉的优化可能(燃烧器位置、分解炉高度、三次     

铜陵海螺10000t/d线NOx控制技术及操作

铜陵海螺1000t/d水泥熟料生产线采用了丹麦史密斯公司的DBC型Duoflex燃烧器和在线型低NOx分解炉来降低NOx排放。根据抑制NOx生成的燃烧技术和机理，得出燃烧器操作要点为：(1)保证较高的燃料空气当量比；(2)形成低氧燃烧工况；(3)在满足烧成情况下降低燃烧强度。分解炉操作要点为：(1)严格控制窑尾烟气中的氧含量；(2)在不造成窑尾温度上升和还原带结皮的情况下，尽量提高还原带的温度。通过该线与其它不同规模生产线实际运行时工艺参数的对比，文章对该系统降低NOx排放技术应用进行客观的评价。     

58 MW煤粉工业锅炉空气分级燃烧试验研究

加快推进燃煤工业锅炉环保改造,有效降低煤粉工业锅炉大气污染物排放量,特别是降低NOx排放迫在眉睫。空气分级燃烧技术是一种减排效果显著,改造成本较低的低氮燃烧技术,已在电站锅炉得到成功应用。为考察空气分级燃烧技术在煤粉工业锅炉上应用效果,以煤科院某58 MW煤粉工业锅炉空气分级改造项目为研究对象,通过在侧墙上布置6个火上风喷口,实现空气分级燃烧。通过工程试验,采用特制水冷取样枪以及耐高温烟气分析仪,测量了该锅炉原工况(不采用火上风)与分级燃烧(采用火上风)工况下,炉内3个不同截面(每个截面10个取样点)以及双锥燃烧器内6个测点处烟气温度及烟气组分。结果表明,分级燃烧工况下,双锥燃烧器内在x=0.3 m测点后形成了高温、强还原性气氛,有效抑制了燃烧初始阶段NOx的生成。这是因为分级工况下双锥燃烧器内氧气被迅速消耗,焦炭燃烧反应速率显著下降,焦炭气化反应明显增强,故形成了较强的还原性,有效遏制了NOx的生成。炉内不同截面烟气温度及组成变化规律表明,原工况烟气温度分布整体呈现燃烧器射流中心高、外侧低的趋势,氧含量分布与温度分布趋势相反,而分级工况受双锥燃烧强还原性高速火焰以及火上风喷射的影响,截面温度波动较大,中间截面呈现燃烧器射流中心偏低的现象。分级工况在炉内形成明显的还原区,且表现为燃烧器射流中心CO浓度高、外侧低的现象,有效降低了炉内NOx生成。58 MW煤粉工业锅炉火上风空气分级低氮改造,在双锥燃烧器及炉内创造了合理的贫氧还原区,具有良好的低氮效果。     

双锥燃烧器燃用污泥水煤浆的燃烧特性和数值模拟

为促进城市污泥的资源化利用,解决污泥物理处置中存在的二次污染问题,以及传统污泥干化焚烧中干燥成本高的问题,提出了将污泥浆与煤粉掺混制备污泥水煤浆,利用具有强化燃烧功能的中心逆喷双锥燃烧器燃烧的技术思路。通过热重分析试验对比了煤粉、水煤浆、污泥水煤浆的燃烧特性,并利用数值模拟研究污泥水煤浆在双锥燃烧器上的燃烧特性,通过降低二次风量、提高二次风旋流强度及二次风温度等强化燃烧的措施,研究污泥水煤浆在双锥燃烧器上应用的可行性。污泥水煤浆的基础燃烧特性试验结果表明,水煤浆中水分超过35%,除影响燃料热值外,水蒸发吸热是影响污泥水煤浆燃烧过程着火和燃尽的关键因素。由于水分的存在,水煤浆起始着火温度高于煤粉11. 3℃,燃尽温度低于煤粉13. 6℃,其最大吸热速率为0. 504 k W/kg,占水煤浆最大放热速率的56. 05%,总吸热量为1. 917 MJ/kg,占燃烧放热量的9. 94%;掺烧20%污泥时,污泥水煤浆起始着火温度高于水煤浆12. 3℃,燃尽温度低59. 1℃,水蒸发吸热量为0. 546 kW/kg,比水煤浆燃烧高8. 4%,总放热量为16. 88 MJ/kg,比水煤浆燃烧低12. 5%。通过采用双DPM的离散相数值模拟模型,充分考虑污泥水煤浆燃烧时水蒸发过程的影响,对污泥水煤浆燃烧的数值模拟更接近实际结果。14 MW双锥燃烧器的污泥水煤浆燃烧模拟结果表明,直接使用现有双锥燃烧器无法实现污泥水煤浆的稳定燃烧,仅可燃烧水含量为25%左右的污泥水煤浆。污泥水煤浆中水含量由0增至35%时,平均每提高1%水含量,燃烧器出口温度下降7. 95℃,燃烧器内平均温度下降7. 69℃;水含量为35%时,燃烧器内平均温度降低269℃,燃烧器出口平均温度降低278℃。污泥水煤浆在双锥燃烧器内的燃烧,可通过降低二次风量、增加二次风旋流强度、提高二次风温度等强化燃烧措施实现。二次风旋流强度由1变为2时,燃烧器出口平均温度提高20℃,二次风量减少为理论空气量的0. 6,燃烧出口平均温度提高203℃,综合使用降低二次风量、增加旋流强度和提高二次风温的措施后,燃烧器出口平均温度提高289℃,基本接近该燃烧器燃用煤粉时的燃烧条件,双锥燃烧器基本可达到稳定燃烧污泥水煤浆的目的。     

通过对燃烧器改造解决锅炉带负荷困难问题

山西焦化股份有限公司实施了锅炉燃烧器由停炉到不停炉清理的技术革新;对锅炉燃烧器进行了技术改造,增加了煤气杂质的流通渠道,解决了因煤气杂质进入燃烧器燃烧而堵塞喷嘴并影响锅炉带负荷的问题,保证了锅炉安全、稳定、满负荷、长周期经济运行。     

裂解炉低氮氧化物燃烧器改造及运行调整

介绍了燃烧过程中氮氧化物的生成机理及目前有效降低烟气氮氧化物生成量的技术方法。对天津200 kt/a乙烯装置1号裂解炉低氮燃烧器的改造及调整过程进行了总结。通过对裂解炉低氮燃烧器改造后的调整及优化,总结出有效降低CBL炉型裂解炉氮氧化物排放的经验。针对调整过程中出现的问题,分析了影响裂解炉低氮燃烧系统运行的多种因素,指出当前裂解炉低氮燃烧系统存在的不足。     

330MW机组超低排放改造后锅炉爆管原因分析及对策

随着国家对环保要求的日益提高,氮氧化物(NO_x)成为火电厂继除尘、脱硫后气态污染物排放控制的重点。现役机组进行超低排放改造工作时,相应的锅炉燃烧系统也需改动。燃烧系统的改动对炉内温度场的变化有直接影响,炉管氧化皮生成及脱落问题一直是超(超超)临界机组主要治理问题,而亚临界机组氧化皮问题未得到有效关注。锅炉低氮燃烧器改造主要沿用四区理论即热解区、主燃烧区、还原区、燃尽区,以初期降低过量空气系数的方式延迟燃烧,这对炉内温度场产生一定影响,而此时燃烧器的改动将加剧炉内温度场变化,刺激炉内抗氧化裕度较低管材的敏感性。针对某电厂330 MW亚临界机组超低排放改造后连续发生多次爆管事件,通过对爆管原因、管材老化情况及炉内温度场前后变化等进行对比,确认炉内温度场变化引起的末级过热器T23管材氧化皮生成剥落引发爆管的主要原因为抗氧化裕度较低。针对亚临界锅炉在燃烧器改造后可能引发的次生问题进行研究,提出要加强超低排放改造期间对燃烧器改动后炉内温度场发生变化的重视;亚临界机组中SA213-T23材质在炉内温度场升高20℃左右后,易发生氧化皮生产加速、金属组织老化加速等问题。亚临界机组应加强对氧化皮的检测,掌握管材老化程度,选材方面应适当扩宽管材抗氧化裕度。     

燕化第三套常减压装置加热炉出口温度优化

中国石化股份有限公司北京燕山分公司炼油厂Ⅲ套常减压装置于2005年3月进行技术改造,设计在管输大庆原油中掺炼33%的俄罗斯进口原油,加工能力为2.5 Mt/a,掺炼轻质进口原油后,原油密度、酸值、硫含量等性质变化较大,原油性质变轻.燕化Ⅲ套常减压装置常压加热炉出口控制温度为369℃,减压加热炉出口控制温度为395℃.装置加热炉原有控制温度高于实际生产需要,在保证常压和减压产品收率的情况下,装置将常压炉出口温度由369℃降低到364℃,减压炉出口温度由395℃降低到380℃.降低常压炉出口温度后,常压总收率保持在46%±0.5%,常压渣油350℃馏出保持在5%左右,两项指标都基本和降温之前持平;常压炉出口降低4℃,每年可以为装置节约1 328 吨燃料油;减压炉出口温度降低幅度为15℃,减压炉出口温度降低后,采取了两项措施保证减压侧线收率和产品质量:一是增加减压塔塔底汽提蒸汽量,二是开减压侧线下馏出口,采取以上两项措施后,减压炉降低温度前后减二线收率基本在10.5%士0.5%,减三线收率基本在8.5%士0.5%、减四线收率基本在3.6%士0.5%,降低减炉出口温度后一年可以节约975吨燃料油.在加热炉操作方面,常炉炉膛温度降低了40℃,四路分支温度降低了4℃;减炉炉膛温度降低了100℃,四路分支温度降低了7℃.通过降低常压和减压加热炉炉出口温度不仅使装置燃动能耗下降0.6千克标油/吨,而且还保证了装置安全长周期运行.     

ATP装置成品油产量低的原因分析以及解决措施

进入2016年以来,某页岩炼油厂ATP小颗粒页岩炼油装置始终处于低产状态,页岩采油率平均在48%左右,比2015年同期水平降低约10%,严重影响成品油的产量,给企业生产经营带来困难,造成了严重的经济损失。对ATP小颗粒页岩炼油装置采油率低进行了原因分析,提出了改变页岩油粘度分布、校正计量器具、采取措施防止烃泄漏、降低干馏区压力波动等解决措施。     

裂解炉供热与燃烧器

介绍了裂解炉的不同供热方式的特点,燃烧器的型式及低NOx燃烧技术的进展以及CFD技术在解决燃烧器和供热问题上的应用。     

炼油厂重整装置燃料气系统的改造

结合高氢燃料气的燃烧特性,研制出适宜燃用重整氢气的新型燃氢燃烧器。并改造了燃料气压力控制系统,改进了加热炉安全保障系统,还专门增加了以催化干气为燃料的长明灯燃料线,确保燃烧器着火的稳定性。经运行表明：燃氢燃烧器采用“弱化燃烧”的原则是合理和成功的,能够解决常规燃烧器燃氢所造成的炉内温度分布不均,回火烧坏燃烧器弊端。     

低热值煤在水泥生产中的应用

低热值、劣质燃料具有高灰份、低挥发份、固定碳含量低、燃点高、燃烧速度慢等特点,在水泥生产中的使用会产生熟料煅烧困难、窑系统运行不稳定以及能耗上升等问题。如何使用低热值和劣质燃料,南方水泥公司的经验是:采用风扫磨进行粉磨,降低煤粉细度;提高二、三次风温,保证煤粉燃烧起火温度;改造预热分解系统,保证煤粉和物料停留时间;选择大推力窑头燃烧器,保证火焰形状控制符合煅烧要求;加强过程控制与操作。     

聚酯装置热媒炉热效率影响因素分析与提高

分析影响聚酯装置热媒炉热效率的因素,通过降低排烟温度,降低过剩空气系数,减少不完全燃烧损失和散热损失,进行设备改造和使用正确的操作等途径来提高热媒炉的热效率.