论文部分内容阅读
【摘 要】在输油管道的热（泵）站，加热炉排烟和吹灰对环境的影响日趋严重，导致加热炉不能按时吹灰，使得加热炉积灰增多，效率下降，燃料油消耗增加，炉管腐蚀严重，加热炉使用寿命减少，使用安全性下降等问题。针对以上问题，通过对各输油热（泵）站加热炉的现状进行分析，利用烟气除尘系统净化过滤烟气有害介质，达到净化烟气的目的。
【关键字】输油管道；加热炉；效率下降；除尘
1.引言
热油输送管道广泛选用燃油加热炉对原油进行加热，为了使加热炉保持稳定高效运行，吹灰是一项行之有效的措施。加热炉所用吹灰用于清除对流室炉管积灰，吹落的浮灰从加热炉烟囱排出，较重的颗粒散落在站区和农田，较轻的烟气成分混合进入大气中，造成了站区和周围环境的污染，成为原油输送过程中比较突出的环境污染问题，也是原油输油站少数几个扰民问题之一。
2.系统设置的必要性
2.1满足环境保护对加热炉烟气排放的要求
加热炉在正常工作时，排放的灰尘很少，不超过250mg/m3，林格曼黑度小于1级，对周边的环境影响不大，能够满足环保条例要求。但在进行加热炉吹灰操作期间，加热炉烟尘浓度的变动较大，烟尘的平均浓度能够达到2500mg/m3，林格曼黑度在3级左右，对环境的影响很大，远远超过了环保条例的要求。各输油站加热炉作为地方大气污染源之一，一直以来就是当地环保部门所关注的焦点。随着政府环保政策力度的加大，矛盾日趋激化，输油各站常接到环保部门罚单情况，以致各站不能按照正常的吹灰时间进行吹灰作业。
通过增设烟气除尘系统，在炉子吹灰运行时期进行高效除尘，烟尘净化效率可高达99%，有效降低烟尘的排放量，达到环境保护对加热炉烟气排放的要求。
2.2可有效减少烟灰对炉管的腐蚀，提高加热炉操作安全性
由于当地环保部门对加热炉吹灰作业整改的要求和地方百姓对加热炉吹灰作业的干扰等因素的影响，各站吹灰作业不能按照操作规定按时、按量完成，使得炉管上集积的烟灰越来越多，烟灰中含有较多腐蚀性成份，对炉管不可避免的造成了腐蚀性损伤。炉管腐蚀不仅大大减少了加热炉的使用寿命，同时带来了加热炉操作的安全隐患，长时间运行将可能导致加热炉安全事故，并且增加了运行时的安全维护费用和清洗费用。通过增设烟气除尘系统，使得加热炉吹灰作业烟尘排放达到国家和地方的要求，从而使吹灰作业得以正常进行，可有效减少烟尘对炉管的腐蚀，增加加热炉的使用寿命，提高加热炉操作的安全性。
2.3可提高加热炉热效率，降低燃料油消耗
实际运行情况表明，由于长期不能按要求进行吹灰作业，使得炉管上大量烟灰堆积，降低了传热效率，大大影响了加热炉的加热效率。主要体现在排烟温度显著升高和燃料油消耗增加两个方面。
正常情况下加热炉排烟温度在160℃～180℃之间。然而，由于炉管烟灰缘故，排烟温度常常高于200℃，甚至高达300℃。
由于炉管烟灰的堆积，炉管传热效率降低，在滿足加热温度要求前提下，燃料油消耗势必增加。实践结果表明，炉管清灰前的燃料油消耗明显多于清灰后。通过增设烟气除尘系统，使吹灰作业得以正常进行，可有效减少炉管上堆积的烟尘，提高炉管传热效率，降低燃料油消耗。
3.系统原理
根据站内加热炉设置的台数和类型的不同，设计选用处理量不同的除尘系统，在同一个站对所有加热炉共用一套烟气除尘处理设施，并按最大炉型进行配套处理设备。正常时处理一台炉子的烟气，如遇到多台炉子同时运行的情况，可以采用错开炉子吹灰时间段的方式进行，同时切换烟道阀门，分别处理吹灰时的含尘烟气，减少排放的灰尘。除尘系统采用自动控制系统，可根据吹灰指令自动完成吹灰、除尘。
烟气除尘系统的工作原理：旋风除尘+布袋除尘器除尘一体化组合工艺。其主要设备包括：旋风除尘器、布袋除尘器、风机、仓泵和灰仓。
工艺流程如下：
开启吹灰系统前先开启风机、烟道阀门、补风阀，待加热炉在风机引导时达到正常燃烧情况下发出吹灰指令进行吹灰作业，含尘烟气首先进入旋风除尘器进行大颗粒烟尘的收集处理，含有细颗粒的烟气再进入布袋除尘器，通过布袋过滤后的洁净烟气由风机排入大气。吹灰结束后，延时关闭除尘处理系统，切换相应阀门，加热炉进行正常燃烧运行。
除尘系统回收的烟尘收集在旋风、布袋除尘器下部的灰仓里，定期通过控制电脑发出的清灰指令，将烟尘从旋风、布袋除尘器的烟灰排出口送至仓式泵，通过气力输送方式送至灰库，定期由合同单位外运。
4.设烟气除尘系统前后燃油消耗分析
根据经验可知，加热炉排烟温度每升高12℃～15℃，加热炉效率将降低1%，则燃料油消耗增加量要多于原消耗的1%。以实际运行常用的8000kW、5000kW和2500kW直接式加热炉为例，对排烟温度升高前后的耗油量进行对比，结果见下表1。
以运行参数作为加热炉吹灰前工况，以设计参数近似为加热炉吹灰后工况，每吨燃料油以3500元计，则以上三种加热炉吹灰后将比吹灰前节省燃油费用分别约为217元/h、95元/h和53元/h，节能效果明显。
5.分析结论
从试验结果看，该系统可控性和运行可靠性良好，基本满足了企业的使用要求，达到了设计提出的各项经济技术指标，通过增设烟气除尘系统，有效减少加热炉吹灰时产生的烟尘，除尘效率可达到95%以上。提高了加热炉的使用寿命和操作的安全性，减少了燃油消耗和烟尘集积对炉管造成的腐蚀性损伤。因此本烟气除尘系统适合在热输管道站场燃油加热炉上应用和推广。
【关键字】输油管道；加热炉；效率下降；除尘
1.引言
热油输送管道广泛选用燃油加热炉对原油进行加热，为了使加热炉保持稳定高效运行，吹灰是一项行之有效的措施。加热炉所用吹灰用于清除对流室炉管积灰，吹落的浮灰从加热炉烟囱排出，较重的颗粒散落在站区和农田，较轻的烟气成分混合进入大气中，造成了站区和周围环境的污染，成为原油输送过程中比较突出的环境污染问题，也是原油输油站少数几个扰民问题之一。
2.系统设置的必要性
2.1满足环境保护对加热炉烟气排放的要求
加热炉在正常工作时，排放的灰尘很少，不超过250mg/m3，林格曼黑度小于1级，对周边的环境影响不大，能够满足环保条例要求。但在进行加热炉吹灰操作期间，加热炉烟尘浓度的变动较大，烟尘的平均浓度能够达到2500mg/m3，林格曼黑度在3级左右，对环境的影响很大，远远超过了环保条例的要求。各输油站加热炉作为地方大气污染源之一，一直以来就是当地环保部门所关注的焦点。随着政府环保政策力度的加大，矛盾日趋激化，输油各站常接到环保部门罚单情况，以致各站不能按照正常的吹灰时间进行吹灰作业。
通过增设烟气除尘系统，在炉子吹灰运行时期进行高效除尘，烟尘净化效率可高达99%，有效降低烟尘的排放量，达到环境保护对加热炉烟气排放的要求。
2.2可有效减少烟灰对炉管的腐蚀，提高加热炉操作安全性
由于当地环保部门对加热炉吹灰作业整改的要求和地方百姓对加热炉吹灰作业的干扰等因素的影响，各站吹灰作业不能按照操作规定按时、按量完成，使得炉管上集积的烟灰越来越多，烟灰中含有较多腐蚀性成份，对炉管不可避免的造成了腐蚀性损伤。炉管腐蚀不仅大大减少了加热炉的使用寿命，同时带来了加热炉操作的安全隐患，长时间运行将可能导致加热炉安全事故，并且增加了运行时的安全维护费用和清洗费用。通过增设烟气除尘系统，使得加热炉吹灰作业烟尘排放达到国家和地方的要求，从而使吹灰作业得以正常进行，可有效减少烟尘对炉管的腐蚀，增加加热炉的使用寿命，提高加热炉操作的安全性。
2.3可提高加热炉热效率，降低燃料油消耗
实际运行情况表明，由于长期不能按要求进行吹灰作业，使得炉管上大量烟灰堆积，降低了传热效率，大大影响了加热炉的加热效率。主要体现在排烟温度显著升高和燃料油消耗增加两个方面。
正常情况下加热炉排烟温度在160℃～180℃之间。然而，由于炉管烟灰缘故，排烟温度常常高于200℃，甚至高达300℃。
由于炉管烟灰的堆积，炉管传热效率降低，在滿足加热温度要求前提下，燃料油消耗势必增加。实践结果表明，炉管清灰前的燃料油消耗明显多于清灰后。通过增设烟气除尘系统，使吹灰作业得以正常进行，可有效减少炉管上堆积的烟尘，提高炉管传热效率，降低燃料油消耗。
3.系统原理
根据站内加热炉设置的台数和类型的不同，设计选用处理量不同的除尘系统，在同一个站对所有加热炉共用一套烟气除尘处理设施，并按最大炉型进行配套处理设备。正常时处理一台炉子的烟气，如遇到多台炉子同时运行的情况，可以采用错开炉子吹灰时间段的方式进行，同时切换烟道阀门，分别处理吹灰时的含尘烟气，减少排放的灰尘。除尘系统采用自动控制系统，可根据吹灰指令自动完成吹灰、除尘。
烟气除尘系统的工作原理：旋风除尘+布袋除尘器除尘一体化组合工艺。其主要设备包括：旋风除尘器、布袋除尘器、风机、仓泵和灰仓。
工艺流程如下：
开启吹灰系统前先开启风机、烟道阀门、补风阀，待加热炉在风机引导时达到正常燃烧情况下发出吹灰指令进行吹灰作业，含尘烟气首先进入旋风除尘器进行大颗粒烟尘的收集处理，含有细颗粒的烟气再进入布袋除尘器，通过布袋过滤后的洁净烟气由风机排入大气。吹灰结束后，延时关闭除尘处理系统，切换相应阀门，加热炉进行正常燃烧运行。
除尘系统回收的烟尘收集在旋风、布袋除尘器下部的灰仓里，定期通过控制电脑发出的清灰指令，将烟尘从旋风、布袋除尘器的烟灰排出口送至仓式泵，通过气力输送方式送至灰库，定期由合同单位外运。
4.设烟气除尘系统前后燃油消耗分析
根据经验可知，加热炉排烟温度每升高12℃～15℃，加热炉效率将降低1%，则燃料油消耗增加量要多于原消耗的1%。以实际运行常用的8000kW、5000kW和2500kW直接式加热炉为例，对排烟温度升高前后的耗油量进行对比，结果见下表1。
以运行参数作为加热炉吹灰前工况，以设计参数近似为加热炉吹灰后工况，每吨燃料油以3500元计，则以上三种加热炉吹灰后将比吹灰前节省燃油费用分别约为217元/h、95元/h和53元/h，节能效果明显。
5.分析结论
从试验结果看，该系统可控性和运行可靠性良好，基本满足了企业的使用要求，达到了设计提出的各项经济技术指标，通过增设烟气除尘系统，有效减少加热炉吹灰时产生的烟尘，除尘效率可达到95%以上。提高了加热炉的使用寿命和操作的安全性，减少了燃油消耗和烟尘集积对炉管造成的腐蚀性损伤。因此本烟气除尘系统适合在热输管道站场燃油加热炉上应用和推广。