隧道墙开孔率及分布对天然气转化炉的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第6期陈向平等：隧道墙开孔率及分布对天然气转化炉的影响63隧道墙开孔率及分布对天然气转化炉的影响陈向平，赵如政，曾传刚(格尔木炼油厂运行四车间，青海格尔木816000)摘要：格尔木炼油厂30万t，a甲醇装置的天然气转化炉为负压式顶部烧嘴供热转化炉，运行中存在电耗高，转化炉燃烧状况差和辐射室温度场分布不均等问题。通过改造，增加辐射室隧道墙的开孔率，优化孔分布，以极低的投入，成功解决了该困扰装置运行的难题。对隧道墙开孔率和孔分布对转化炉运行所带来的多方面影响进行了技术分析。关键词：天然气转化炉；隧道墙；开孔率；

2、孔分布；负压；辐射室；温度场中图分类号．TQ223．121；TQ05文献标识码：B文章编号：1001—9219(2012)06—63-041转化炉辐射室隧道墙的作用匀，通过烟气流量均匀排放来实现均匀的温度场，使各转化管外壁温度均匀，辐射室内实现合理的温甲烷一段蒸汽转化炉Is]系统主要由辐射转化度场及压力场，不发生局部超温，燃烧状况差，烟气段、对流段(混合原料加热器E1、高压蒸汽过热器偏流等现象翻。E2I、高压蒸汽过热器E2Ⅱ、天然气脱硫加热器E3、锅炉给水加热器E4、工艺水加热器E5)、热管空2转化炉隧道墙改造前的运行情况气预热器和30m高的

3、独立钢烟囱四部分组成。辐射30万t，a甲醇装置转化炉在未增加开孔率前，室长×宽×高分别为20150mmx18960mmx25320转化炉辐射室存在对流室入口温度超温运行和辐mm，其热量由顶部180只烧嘴提供，辐射室内安装射室底部有较明显的尾燃的现象。辐射室出口负压了400根装有转化催化剂的转化管，其规格为值高于设计值，但辐射室内却必须通过两台引风机124mmx12mm~13365mm。辐射室承担了格尔木炼同时运行才能满足正常负压控制指标。辐射室内安油厂30万甲醇装置甲烷蒸汽转化反应所需的装了64个测温点，平均温差高达90℃，造成转化管所有热量

4、。室内最高温度可达1150~C，设计燃料总外温差大，管内甲烷转化反应差，不仅对设备的正量为1．97万m(标态，下同)，总燃烧空气量为常运行及寿命构成了较大威胁，而且造成转化气中16．7万m3／h，产生的总烟气量为19．1万rIl=。辐射残余甲烷体积分数高达5％以上，工艺气质较差，对室内共分布了16排共9组隧道墙，8排转化管平均装置设备及工艺运行均带来了较大影响，而且持续分布在9组隧道墙之间。隧道墙开孔的作用是将辐时间长达5年之久。部分主要运行数据统计如表1射室内的烟气均匀地排出，使辐射室内负压分布均所示。表1主要运行数据统计从表1中的数据可以

5、发现，转化炉运行存在着(1)设计只需要运行一台引风机辐射室出口负以下主要瓶颈：压达到300Pa就可以满足炉膛正常的生产要求，而在实际运行中两台引风机同时运行，辐射室出口负收稿日期：2012．07．12；作者简介：陈向平(1972一)，男，助理工压必须达到407．2Pa才能满足辐射室顶部对负压的程师，电话0937—8916454，电邮exp-11y@163．corn。控制要求。学兔兔www.xuetutu.com天然气化工(C化学与化工)2012年第37卷(2)转化炉设计正常燃烧空气量为l6．7万m。，表2两套甲醇装置转化炉设计数据对比h，在实

6、际运行中必须提高到l9．2万m3／h才能满足转化炉燃料燃烧及供热的要求，否则转化炉出口温度就无法达到正常范围。导致烟气中残氧体积分数高出设计值4％，辐射室内温度分布差，炉子热效率差。(3)由于燃烧效率差，燃料在烧嘴处无法完全通过两套装置转化炉设计图纸及计算结果可燃烧，导致部分燃料经负压引至辐射室底部进行了以得知，3O万t／a装置单排隧道墙的开孔数量明显二次燃烧，从而导致对流室入El温度及对流段蒸汽偏低，其开孑L率仅为4．73％，而l0：可t／a装置的开孑L过热段设备超温。率达6．18％。30万t，a装置烟气流量比1O万t／a装(4)由于燃烧效

7、率差，燃料没有完全燃烧形成置增加了92．6％，但隧道墙的开孑L率却比l0万aCO气体，因此通过化验分析烟气的(C02)只有装置降低了23．5％。因此，在理论上存在着烟气流速7．2％～7．7％，进一步对二氧化碳工段的产量造成较偏高，易形成烟气偏流，辐射室远端负压场不足等大影响。设计问题。(5)30万甲醇装置转化炉管6—25于2010两套甲醇装置的隧道墙图形设计分布示意图年9月发生断裂，经权威机构的检测报告显示主要如图1所示。原因是由于超温所致，而断裂处也是最靠近隧道墙的部位，因此隧道墙开孑L率不合理造成辐射室温度场分布不均是转化炉长周期安全运行

8、的重要隐患。装置于2009年6月更换了180只顶部烧嘴。更换烧嘴后，转化炉燃烧空气量有所下降，燃烧状况好转，但两台引风机必须同时运行才能保证炉膛负压的现象依然存在。