一種轉(zhuǎn)化爐表面溫度均衡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)化爐，尤其是涉及一種轉(zhuǎn)化爐表面溫度均衡的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化工生產(chǎn)企業(yè)以確保企業(yè)裝置安全、可靠、持續(xù)性為企業(yè)管理中心目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo) 直接關(guān)系到企業(yè)的生命,是企業(yè)管理中的重中之重。
[0003] 在大型化工蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置中其轉(zhuǎn)化爐設(shè)備是核心的生產(chǎn)設(shè)備，這種大型蒸汽 轉(zhuǎn)化爐一般采用頂燒負(fù)壓式爐，爐管成排分布在燃燒器兩側(cè)，甲烷水蒸汽通過流經(jīng)轉(zhuǎn)化爐 管，依靠吸收燃燒器火焰輻射熱的加熱方式來促成C-H高溫?cái)噫満突瘜W(xué)反應(yīng)。頂燒負(fù)壓式 爐的結(jié)構(gòu)一般采用爐頂設(shè)置燃燒器，并分布在成排爐管四周，即被包圍的成排爐管可以從 四周各個(gè)方向的燃燒器噴燃火焰處吸熱。因此，轉(zhuǎn)化爐爐管組件是轉(zhuǎn)化爐設(shè)備中核心設(shè)施。 爐管設(shè)備日常的常、穩(wěn)、安、滿、優(yōu)運(yùn)行，直接關(guān)系到企業(yè)的利潤，關(guān)系到企業(yè)的生存之本。所 以,牽涉到爐管的一切管理操作,都是重中之重之舉。
[0004] 長久以來，轉(zhuǎn)化爐爐管表面溫度的均衡優(yōu)化管理一直困擾著蒸汽轉(zhuǎn)化制氫企業(yè)， 這主要是有以下幾個(gè)因會(huì)產(chǎn)生巨大的負(fù)面后果因素帶來的影響。
[0005] 其一，爐管表面溫度的不均衡直接威脅到爐管正常安全可靠地運(yùn)行。超過設(shè)計(jì)溫 度使用的爐管其使用壽命僅為在設(shè)計(jì)使用溫度內(nèi)運(yùn)行爐管的10%，且極易發(fā)生爐管爆裂的 危害事故。同時(shí)爐管成本和更換所需費(fèi)用也極高，恢復(fù)生產(chǎn)的檢修周期極長。一般一根類似 內(nèi)徑為0108毫米，長度為L = 15米的爐管其設(shè)備成本為15萬；像ISSOONmVh氫氣的裝置 更換所有爐管成本約為1000萬元，檢修周期至少需要45天的時(shí)間，嚴(yán)重影響運(yùn)行生產(chǎn)率。
[0006] 其二，爐管表面溫度的不均衡嚴(yán)重影響到爐管內(nèi)催化劑的使用壽命。爐管催化劑 的成本極高，一般類似18800Nm 3/h氫氣的裝置，其催化劑成本為100萬元人民幣，更換的人 工和設(shè)備成本也較高，更為重要的是更換催化劑所需的檢修周期較長，像年產(chǎn)18800Nm 3氫 氣的裝置每次更換催化劑至少需要15天的檢修時(shí)間。
[0007] 其三，爐管表面溫度的不均衡直接影響到工藝氣氣體的轉(zhuǎn)化率，繼而影響到產(chǎn)品 的合格率及產(chǎn)品的產(chǎn)量。
[0008] 其四，爐管表面溫度的不均衡還會(huì)關(guān)系到轉(zhuǎn)化爐下游設(shè)備的使用壽命。由于爐管 表面溫度的不均衡，使各爐管出口工藝氣轉(zhuǎn)化溫度的不均衡，有高溫點(diǎn)的存在，給下游設(shè)備 帶來局部超高溫的影響存在。
[0009] 因此，爐管表面溫度均衡的優(yōu)化操作管理一直是化工蒸汽轉(zhuǎn)化制氫企業(yè)的關(guān)鍵 點(diǎn)。
[0010]目前國內(nèi)外一般對(duì)蒸汽轉(zhuǎn)化制氫爐管表面溫度的均衡優(yōu)化操作大都停留在較為 原始的目視檢查法，部分企業(yè)采用局部測(cè)溫局部調(diào)整的片面操作法；也有極少數(shù)幾家大型 企業(yè)采用選取個(gè)別爐管并在其表面貼溫度傳感片并外傳至變送器作參考顯示，但這個(gè)溫度 貼片設(shè)施的使用壽命短，穩(wěn)定和可靠性差，這樣長周期運(yùn)行起來，爐管依然處于盲管運(yùn)行， 且貼片安裝在爐管表面對(duì)爐管的熱傳導(dǎo)也帶來局部的負(fù)面影響，且安裝也不簡便。因此，爐 管表面溫度均衡的優(yōu)化操作管理一直是化工蒸汽轉(zhuǎn)化制氫企業(yè)的頭疼病。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種安全、簡便、可 靠，操作性強(qiáng)的轉(zhuǎn)化爐表面溫度均衡的方法。
[0012] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種轉(zhuǎn)化爐表面溫度均衡的方法， 其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0013] (1)將燃燒器入口的助燃空氣和高壓燃料進(jìn)氣閥、低壓燃料進(jìn)氣閥均設(shè)置為全開 狀態(tài)；
[0014] ⑵采用紅外線高溫檢測(cè)儀對(duì)轉(zhuǎn)化爐內(nèi)每根爐管逐一進(jìn)行溫度測(cè)量，根據(jù)測(cè)量所 得數(shù)據(jù)，選擇高溫爐管對(duì)應(yīng)區(qū)域的燃燒器，調(diào)小該燃燒器上助燃空氣閥的進(jìn)氣量；
[0015] ⑶助燃空氣閥調(diào)整后穩(wěn)定燃燒2h以上，重復(fù)步驟⑵；
[0016] (4)多次循環(huán)步驟（2)-(3)的操作；
[0017] (5)若轉(zhuǎn)化爐內(nèi)爐管表面溫度尚存在部分少量高溫，已無法用調(diào)整助燃空氣閥的 方法來控制，那么采用關(guān)小燃燒器上低壓燃料進(jìn)氣閥來控制，若轉(zhuǎn)化爐內(nèi)爐管表面溫度尚 依然存在部分少量高溫爐管，那么再通過調(diào)整高壓燃料進(jìn)氣閥的操作來做最終完善。
[0018] 步驟（2)所述的紅外線高溫檢測(cè)儀選擇輻射段爐管高溫段處截面的觀火孔進(jìn)行 測(cè)溫。
[0019] 所述的紅外線高溫檢測(cè)儀選用適用溫度在700°C~IKKTC紅外高溫測(cè)溫槍。
[0020] 所述的紅外線高溫檢測(cè)儀的反射率選擇在0. 9~0. 95之間。
[0021] 步驟（2)所述的調(diào)小該燃燒器上助燃空氣閥的進(jìn)氣量的調(diào)節(jié)幅度為5%。
[0022] 所述的紅外線高溫檢測(cè)儀檢測(cè)時(shí)的工況選擇轉(zhuǎn)化爐最高負(fù)荷工況時(shí)進(jìn)行操作，即 滿負(fù)荷或超負(fù)荷測(cè)試工況時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)行優(yōu)化操作需要有24小時(shí)穩(wěn)定工況的時(shí)間 條件。
[0023] 步驟（5)所述的關(guān)小燃燒器上低壓燃料進(jìn)氣閥和調(diào)整高壓燃料進(jìn)氣閥的操作與 調(diào)小燃燒器上助燃空氣閥的步驟相同。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 1、均衡方法安全、簡便、可靠，操作性強(qiáng)。
[0026] 2、大大延長爐管使用壽命，一方面改善承受極端熱負(fù)荷，另一方面降低爐管的拉 伸量和蠕變量；同時(shí)促使各條爐管壽命均衡，避免個(gè)別爐管突發(fā)爆管意外事故發(fā)生，為計(jì)劃 檢修做強(qiáng)有力的有效保障，為裝置安全連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)提供可靠保障，提高了裝置生產(chǎn)率；也 大大降低了檢修成本。
[0027] 3、促使各條爐管內(nèi)吸熱催化反應(yīng)均衡，催化劑使用工況均衡，大大延長其使用壽 命，大幅度降低催化劑的使用成本。
[0028] 4、降低爐管下游設(shè)備極端高溫，改善了下游設(shè)備工作狀況，也適當(dāng)降低下游設(shè)備 的（冷卻）能耗。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030] 實(shí)施例1
[0031] 2011年3月7~8日，上海華林工業(yè)氣體有限公司蒸汽轉(zhuǎn)化制氫爐裝置（簡稱 SMRl裝置）進(jìn)行超大負(fù)荷測(cè)試。這期間，對(duì)轉(zhuǎn)化爐燃燒器工作狀況進(jìn)行檢查與調(diào)整，尤其對(duì) 爐管表面溫度的監(jiān)控最為密切，共分4次測(cè)量了爐內(nèi)全部56根爐管表面溫度。通過用測(cè)量 獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且4次調(diào)整燃燒器助燃空氣和低壓燃料氣閥開度，用以保證56根 爐管表面溫度不超過設(shè)計(jì)值960°C，同時(shí)促使56根爐管的表面溫度盡可能均衡。
[0032] ?采用紅外線高溫檢測(cè)儀對(duì)SMRl轉(zhuǎn)化爐56根爐管表面溫度進(jìn)行逐一測(cè)量，利用 0FFICE-EXCEL軟件并結(jié)合爐頂結(jié)構(gòu)布置圖對(duì)比測(cè)量所獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)24臺(tái)燃燒器助燃空 氣和低壓燃料進(jìn)氣閥閥開度進(jìn)行調(diào)整，縮小56根爐管表面溫