一种工业重油加热炉管烧焦系统及方法与流程

1.本技术涉及一种工业重油加热炉管烧焦系统及方法。


背景技术：

2.重芳烃、多元烃深加工工艺中，以贮存在综合罐区的重芳烃和多元烃为原料，通过三相离心机对原料重芳烃脱水、除渣后，与多元烃混合后形成混合重油，利用脱酚塔、减压塔减压蒸馏工艺，依据组分的沸点不同将原料中各组分进行切割分馏，在脱酚塔顶部采出轻烃，塔侧线采出含酚油；在减压塔塔顶采出洗油，侧线采出蒽油，塔底部采出重组份沥青。其中脱酚塔塔底油由脱酚塔底重油泵升压至0.5mpa（g）后，一部份经脱酚塔底重沸炉加热321℃后返回脱酚塔，做为脱酚塔的热源；另一部分经减压塔进料加热炉加热后370℃送入减压塔塔底继续减压蒸馏；加热炉以燃料气为热源，使其在炉膛内燃烧产生热量；重芳烃、多元烃经分布在炉壁上的炉管进入加热炉，通过炉管管壁与炉膛内热介质进行换热来达到加热效果。因煤的品质发生变化或生产运行指标调整不及时，易造成混合重油流动性能、含尘量等工艺参数发生变化，最终造成重沸炉、加热炉管的结焦，在炉管内壁形成不随介质流动的焦渣，降低传热效率，结焦严重甚至会堵塞加热炉管。
3.当加热炉管结焦严重影响系统连续稳定运行时，系统需要停车进行烧焦，除去加热炉管内壁焦渣。将重沸炉、加热炉进行隔离，炉管通入0.5mpa低压饱和蒸汽，炉膛通过燃料气进行点火升温，当管壁温度达到450℃，炉膛达到550℃，炉管入口引入装置空气进行烧焦，将烧焦物通过炉管蒸汽吹扫至排渣槽中，废气就地排放，炉渣通过临时软管引入地沟排放。在此过程中，需要时刻监测废气中的co2含量用以判断炉管内的结焦是否已经被全部清理，是否应该结束烧焦作业，由于烧焦过程中会产生大量的烧焦物，当管线中存在烧焦物时，管线排出的废气中总能监测到co2，这就使得操作人员误判结焦仍存在，将会继续进行烧焦作业，而此时炉管中的结焦已清理干净，继续烧焦作业易造成炉管烧坏，以及燃料气资源的浪费。而且产生的烟气放空、灰渣就地排放，易造成环境的污染。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种可准确判断结焦是否存在，防止过度烧焦的一种工业重油加热炉管烧焦系统；在此目的的基础上，本技术的另一目的是提供一种通过管线内co2含量和压力差判断烧焦是否完成的一种工业重油加热炉管烧焦方法。
5.本技术的目的是这样实现的：一种工业重油加热炉管烧焦系统，包括并联设置的与加热炉内炉管的进料口连通的进油管线、氮气管线、蒸汽管线、空气管线，加热炉燃料口与燃料气管线连通，炉管的出料口处连通出油管线，出油管线与脱酚塔或减压塔连通；在出油管线上连通有相互并联的油收集槽、收灰槽、水冷器，水冷器后依次连通冷液罐、水封罐；油收集槽通过第一管线与出油管线连通，在第一管线上连通有与水冷器进气端连通的第二管线，在第二管线上装设有co2在线检测仪，在co2在线检测仪前的第二管线上连通有与收灰槽连通的第三管线，在第二管线与第三管线连通处安装有t型过滤器，在t型过滤器的前侧
和后侧的第二管线上分别安装有前压力测量装置、后压力测量装置。
6.所述t型过滤器包括具有三通结构的腔体，腔体的第一通口与第二管线的前段连通，第二通口与第二管线的后段连通，第三通口与第三管线连通。
7.在进油管线侧并联有连通管线，连通管线一端与炉管的进料口前侧的进油管线连通，另一端与炉管的出料口后侧的出油管线连通，在连通管线上装设有串联的连通管线前阀、连通管线后阀。
8.在前压力测量装置前侧的第二管线上装设有温度计、t型过滤器前阀，在后压力测量装置后侧的第二管线上装设有t型过滤器后阀和废气压力调节阀，废气压力调节阀装设在co2在线检测仪后侧靠近水冷器进气端的第二管线上。
9.冷液罐用以收集由水冷器降温后的废气和冷凝液，在冷液罐顶部设置有排气管线，排气管线与水封罐的进气口连通，在排气管线上装设有凝液罐至水封罐切断阀；在冷凝罐底部设置有排液管线，排液管线上连通有凝液泵，凝液泵的出口通过管线与冷凝液管网连通，在该管线上装设有凝液罐液位调节阀。
10.一种工业重油加热炉管烧焦方法，包括以下步骤：步骤1，切断进油管线，将连通管线与出油管线导通，第一管线与出油管线导通，切断第二管线和第三管线后向炉管内通入低压氮气，将炉管内残留重油增压压入油收集槽；步骤2，炉管内重油排空后，切断第一管线，导通第二管线，向炉管内通入低压饱和蒸汽的同时，对加热炉进行点火升温，当炉膛、炉管温度达到450℃时，切断低压饱和蒸汽的输入，导通空气管线向炉管中引入装置空气进行烧焦作业；步骤3，在烧焦作业过程中，观测第二管线上的前压力测量装置、后压力测量装置的压力值，当压差位于设定范围内时，观测温度计上的温度，观测co2在线检测仪上的co2含量；当压差位于设定范围外时，切断第二管线，导通第三管线，将灰渣排入收灰槽，直至压差回落至设定范围内后，重新导通第二管线，切断第三管线；步骤4，在co2在线检测仪显示co2含量为0后，切断第二管线，导通第三管线，再观测压差为0后，停止烧焦作业；步骤5，通过燃料调节阀控制降温速率，当炉膛温度降低后，关闭燃料气调节阀17自然冷却降温，炉管烧焦结束。
11.本技术的第二管线上设计了co2在线检测仪，以及在t型过滤器前后两侧监测压力值，通过压力值的变化和co2含量的变化判断结焦是否存在，实现精准操作。烧焦过程中产生的冷凝液经冷却回收至凝液罐，增压后送至凝液管网；凝液罐顶排放的废气经水封罐后送至火炬系统高点排放，降低了废气污染环境。重油入加热炉前后之间增加了连通管线实现加热炉在烧焦期间整个系统进行冷油循环，缩短了开车时间。油收集槽，将烧焦前加热炉的炉管中重油进行回收，减少了重油的浪费。
附图说明
12.本技术的具体结构由以下的附图和实施例给出：附图1是本技术的结构示意图。
13.图例：1、连通管线前阀，2、连通管线后阀，3、入炉前阀，4、入炉后阀，5、氮气切断阀，6、氮气止回阀，7、蒸汽旁路阀，8、蒸汽调节阀,9、蒸汽流量计，10、蒸汽止回阀，11、空气
旁路阀，12、空气调节阀，13、空气流量计,14、空气止回阀，15、加热炉，16、燃料气切断阀，17、燃料气调节阀，18、燃料气旁路阀，19、出炉前阀，20、出炉后阀，21、温度计，22、油收集槽切断阀，23、t型过滤器前阀，24、前压力测量装置，25、t型过滤器，26、t型过滤器后阀，27、压差显示装置，28、后压力测量装置,29、co2在线检测仪，30、油收集槽，31、油收集槽排污阀，32、排渣旁路阀，33、排渣切断阀，34、收灰槽，35、收灰槽排污阀，36、废气压力调节阀，37、废气压力调节旁路阀，38、水冷器，39、生产水切断阀，40、进热水切断阀，41、出热水切断阀，42、水封罐，43、水封罐排污阀，44、凝液罐，45、凝液罐液位计，46、凝液泵入口阀，47、凝液泵，48、凝液泵出口阀，49、凝液罐液位调节阀，50、凝液罐液位调节旁路阀，51、凝液罐至水封罐切断阀。
具体实施方式
14.本技术不受下述实施例的限制，可根据本技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
15.在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
16.下面结合附图及实施例对本实用新型作解释说明：实施例，如图1所示，一种工业重油加热炉管烧焦系统包括并联设置的与加热炉内炉管的进料口连通的进油管线、氮气管线、蒸汽管线、空气管线，加热炉燃料口与燃料气管线连通，炉管的出料口处连通出油管线，出油管线与脱酚塔或减压塔连通；在出油管线上连通有相互并联的油收集槽30、收灰槽34、水冷器38，水冷器38后依次连通冷液罐44、水封罐42；油收集槽30通过第一管线与出油管线连通，在第一管线上连通有与水冷器38进气端连通的第二管线，在第二管线上装设有co2在线检测仪29，在co2在线检测仪29前的第二管线上连通有与收灰槽34连通的第三管线，在第二管线与第三管线连通处安装有t型过滤器25，在t型过滤器25的前侧和后侧的第二管线上分别安装有前压力测量装置24、后压力测量装置28。前压力测量装置24、后压力测量装置28为已有技术，可采用气体压力表，用以测量第二管线内的气体压力。
17.进一步的，所述t型过滤器25包括具有三通结构的腔体，腔体的第一通口与第二管线的前段连通，第二通口与第二管线的后段连通，第三通口与第三管线连通。
18.进一步的，在进油管线侧并联有连通管线，连通管线一端与炉管的进料口前侧的进油管线连通，另一端与炉管的出料口后侧的出油管线连通，在连通管线上装设有串联的连通管线前阀1、连通管线后阀2。连通管线的设置可使得加热炉在烧焦期间保持与脱酚塔或减压塔进行冷油循环，缩短了开车时间。
19.进一步的，在前压力测量装置24前侧的第二管线上装设有温度计21、t型过滤器前阀23，在后压力测量装置28后侧的第二管线上装设有t型过滤器后阀26和废气压力调节阀36，废气压力调节阀36装设在co2在线检测仪29后侧靠近水冷器38进气端的第二管线上。温度计21用以监测第二管线内的温度，若co2含量、废气管线温度21及炉膛温度均低于设定烧焦温度时，需开大空气调节阀12进行调节，反之亦然。
20.进一步的，在进油管线上装设有串联的入炉前阀3、入炉后阀4，通过两阀控制入炉的油的流量。
21.进一步的，在出油管线上装设有串联的出炉前阀19、出炉后阀20，通过两阀控制出炉的油的流量。
22.进一步的，在氮气管线上装设有串联的氮气切断阀5、氮气止回阀6，氮气管线内可通入低压氮气用以对加热炉15内炉管内的残留重油加压输出至油收集槽30。
23.进一步的，在蒸汽管线上装设有串联的蒸汽调节阀8、蒸汽流量计9、蒸汽止回阀10，蒸汽管线内可通入低压饱和蒸汽，在蒸汽调节阀8侧的蒸汽管线处并联有旁路管线，旁路管线上装设有蒸汽旁路阀7。
24.进一步的，在空气管线上装设有串联的空气调节阀12、空气流量计13、空气止回阀14，空气管线内可通入装置空气，在空气调节阀12侧的空气管线处并联有旁路管线，旁路管线上装设有空气旁路阀11。
25.进一步的，在第一管线上装设有油收集槽切断阀22，在烧焦前，可打开油收集槽切断阀22将炉管内残留的重油通过第一管线排放至油收集槽30，在油收集槽30底部装设有油收集槽排污管线，油收集槽排污管线上装设有油收集槽排污阀31。
26.进一步的，在第三管线上装设有排渣切断阀33，排渣切断阀33侧的第三管线处设置有旁路管线，旁路管线上装设有排渣旁路阀32。在烧焦时，可打开排渣切断阀33将烧焦作业时产生的废渣通过第三管线排放至收灰槽34内收集，烧焦结束后，关闭排渣切断阀33。
27.冷液罐44用以收集由水冷器38降温后的废气和冷凝液，在冷液罐44顶部设置有排气管线，排气管线与水封罐42的进气口连通，在排气管线上装设有凝液罐至水封罐切断阀51；在冷凝罐44底部设置有排液管线，排液管线上连通有凝液泵47，凝液泵47的出口通过管线与冷凝液管网连通，在该管线上装设有凝液罐液位调节阀49。
28.进一步的，在冷液罐44外壁上装设有凝液罐液位计45，当冷液罐44内液位过高时，打开凝液罐液位调节阀49，启动凝液泵47，将冷凝液加压泵入冷凝液管网。
29.进一步的，在凝液泵47的进口侧和出口侧的排液管线上分别装设有凝液泵入口阀46、凝液泵出口阀48，在凝液罐液位调节阀49侧的排液管线处并联有旁路管线，旁路管线上装设有凝液罐液位调节旁路阀50。
30.进一步的，水封罐42上设置有顶部的进水管线，进水管线上设置有生产水切断阀39，进水管线内可通入生产水；水封罐42下部设置有热水进水管线和热水出水管线，在热水进水管线上装设有进热水切断阀40，热水出水管线上装设有出热水切断阀41。水封罐42为已有技术，其具体结构在此不做详细描述。
31.本技术在进行烧焦作业前，烧焦作业前，打开连通管线前阀1、连通管线后阀2、油收集槽切断阀22、废气压力调节阀36，关闭入炉前阀3、入炉后阀4、出炉前阀19、出炉后阀20。随后打开氮气切断阀5将炉管内的残留重油通过氮气增压排至油收集槽30，最终排至地下储槽进行回收；炉管内重油排净后，关闭氮气切断阀5，打开蒸汽调节阀8在加热炉炉管内引入低压饱和蒸汽，根据工业炉的操作要求打开燃料气调节阀17对加热炉进行点火升温，当炉膛、管壁温度达到450℃时，打开空气调节阀12向炉管中引入装置空气进行烧焦作业。通过co2在线检测仪29监测第二管线内的co2含量大小，通过温度计监测炉膛、第二管线内温度的高低，控制装置空气的流量，当炉膛、第二管线内温度稳定在利用烧焦作业的温度时，可停止调节空气调节阀12。
32.当co2含量显示为“0”时，关闭空气调节阀12、燃料气调节阀17，视为烧焦结束。烧
焦过程中产生的冷凝液经水冷却回收至凝液罐44，通过凝液泵47增压后送至凝液管网回收利用，凝液罐44顶排放的废气经水封罐42后送至火炬系统高点排放。
33.为防止因重油未燃烧完全而产生的灰渣进入后续系统，废气管线上设计了t型过滤器25，当前压力测量装置24、后压力测量装置28测量的压力值差大于一定值时，该定值取值为100kpa，表示第二管线内存有一定量的灰渣，此时需要关闭废气压力调节阀36，打开排渣切断阀33，将灰渣排放至收灰槽34内；当前压力测量装置24、后压力测量装置28测量的压力值差为零后，视为排灰、排渣结束，关闭排渣切断阀33，打开废气压力调节阀36。
34.一种工业重油加热炉管烧焦方法，包括以下步骤：步骤1，切断进油管线，将连通管线与出油管线导通，第一管线与出油管线导通，切断第二管线和第三管线后向炉管内通入低压氮气，将炉管内残留重油增压压入油收集槽30；步骤2，炉管内重油排空后，切断第一管线，导通第二管线，向炉管内通入低压饱和蒸汽的同时，对加热炉进行点火升温，当炉膛、炉管温度达到450℃时，切断低压饱和蒸汽的输入，导通空气管线向炉管中引入装置空气进行烧焦作业；步骤3，在烧焦作业过程中，观测第二管线上的前压力测量装置24、后压力测量装置28的压力值，当压差位于设定范围内时，观测温度计21上的温度，观测co2在线检测仪29上的co2含量；当压差位于设定范围外时，切断第二管线，导通第三管线，将灰渣排入收灰槽34，直至压差回落至设定范围内后，重新导通第二管线，切断第三管线；步骤4，在co2在线检测仪29显示co2含量为0后，切断第二管线，导通第三管线，再观测压差为0后，停止烧焦作业；步骤5，通过燃料调节阀17控制降温速率，当炉膛温度降低后，关闭燃料气调节阀17自然冷却降温，炉管烧焦结束。
35.进一步的，在步骤3中，所述设定范围是指前压力测量装置24、后压力测量装置28的压力值差位于0-100kpa之间。
36.进一步的，在步骤3中，观测温度计21上的温度是指当温度低于600℃时，需开大装置空气调节阀12增大空气流量，使温度保持在600-650℃之间。
37.进一步的，在步骤3中，观测co2在线检测仪29上的co2含量是指，当温度低于600℃时之间时，co2含量将会低于正常烧焦时的含量，需开大装置空气调节阀12增大空气流量，使温度保持在600-650℃之间。
38.进一步的，在步骤5中，所述炉膛温度降低后，是指炉膛温度降低至450℃以下。
39.上述说明仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。凡是属于本技术的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之列。