焦炉煤气制天然气项目烘炉工段存在问题探讨

　　

摘  要：对焦炉煤气制天然气项目中反应炉（罐）烘炉的现状、存在的问题、技术要点等进行了阐述，提出了改善烘炉效果的技术方法及管理措施。

 

关键词：焦炉煤气制天然气反应炉（罐）烘炉；存在问题；改进方法

 

一、焦炉煤气制天然气项目烘炉的技术要点

    焦炉煤气制天然气项目工艺设备中，有甲烷化炉、加氢罐、脱硫罐、废热锅炉等众多的反应炉（罐）需要烘炉。这些设备大多使用浇注料内衬，烘炉温度在250~500℃，烘炉周期8-12天。

    甲烷化炉及其他炉子具有炉膛容积小、炉膛直径小、炉膛高度较高等特点。对于这种窑炉，如果使用内置明火烧嘴烘炉（或者外置烧嘴但热烟气直接进入炉膛烘炉），将使炉膛的起始温度大大超标，严重损害炉膛内部的耐火材料；或者烘炉介质流量很小，炉内上下部温差极大，温度场极不均匀，无法有效烘干耐材，尤其是炉子底部耐材几乎无法加热。

    对于这种类型的炉子，要想达到比较理想的烘炉效果，必须使烘炉热媒介质有足够的流量才能保证水分的蒸发，并保证炉膛上下部温度场的均匀性。但烘炉热媒介质流量大也意味着热负荷较大，这又将使烘炉温度超标。如何解决这一矛盾，既要保证烘炉热媒介质流量较大，又能够保证温度不超标，是这些窑炉烘炉的关键技术要点。

二、目前烘炉的技术状况及存在的问题

1、目前烘炉的技术状况

    目前的烘炉方式是在炉子下部设内置烧嘴、采用明火方式烘炉，或者外置烘炉机但热烟气直接进入炉膛烘炉。

    这种烘炉方式非常原始，极不科学，存在许多技术缺陷，严重影响烘炉效果和炉子的使用寿命。这种烘炉方式在此类项目烘炉过程中发生过多起重大质量事故。其技术缺陷如下：

    （1）明火烘炉，烧嘴附近的耐材急剧升温，表层耐材迅速固化，

内部水分无法顺利排出。

   （2）炉子下部内置烧嘴、明火烘炉，由于热烟气的浮力作用，整个炉子实际上是一个烟囱。炉子下部耐材始终处于负压状态，炉子温度越高，下部耐材位置的负压程度越大。这样烟气与下部耐材没有对流传热，下部耐材无法升温（只有极少量的辐射热难以有效升温），耐材内部水分无法烘干，烘炉结束时下封头仍然是常温状态！

    （3）炉子内部上下温差很大，相差达到50%。需要烘烤炉子下部耐材，但炉子下部温度很低；上下温差可能超过50%，烘炉曲线形同虚设。在山西古县国新公司甲烷化炉烘炉时，当上部温度为450℃时，下部温度仅仅220℃。烘炉结束后下部封头仍是常温，烘炉效果极差。

    （4）由于甲烷化炉下部耐材厚度较大，这种烘炉方式的烘烤效果很差，下部耐材内部的水分无法排出，炉子投产后在较高的运行温度下水分急剧蒸发、膨胀、升压，必然损坏耐材结构。

    （5）河南京宝焦化及其他同类项目，由于采用内置烧嘴烘炉方式，烘炉效果普遍较差。有的甲烷化炉子投产时内部浇注料很快坍塌，其他加氢罐、脱硫罐等经过烘炉、修补、再烘炉、再修补，多次反复。

2、目前烘炉存在的问题

   （1）烘炉方法不科学，烘炉效果差

     无论是内置明火烧嘴烘炉还是外置烘炉机但热烟气直接进入炉膛烘炉，都存在局部温度过高、温度场不均匀、烘炉介质流量过小、水分蒸发不充分、烘炉效果差等问题。

   （2）由筑炉的耐材厂家烘炉，水平较差

   由于设备总包等原因，炉子由筑炉的耐材厂家自行烘炉。耐材生产单位缺乏对燃烧、传热等方面懂行的技术人员，烘炉时普遍采用内置明火烧嘴烘炉等最原始的烘炉方式，烘炉效果极差。

   （3）专业烘炉单位的技术水平参差不齐

    目前有一些专业的烘炉单位，擅长流化床锅炉、高炉热风炉等工业窑炉的烘炉业务。

    焦炉煤气制天然气项目近年来刚刚起步，其反应炉（罐）烘炉有自身的技术特点，与锅炉、高炉热风炉等区别很大。许多烘炉单位缺乏必要的专业知识，盲目照搬原来的技术方法，仍然采用内置明火烧嘴烘炉或外置烘炉机但热烟气直接进入炉膛烘炉的烘炉方式，无法达到烘炉的技术要求。

   （4）业主单位对烘炉重视程度不够

    由于众多的反应炉（罐）分包给不同的施工单位，而且往往签订了交钥匙项目合同，业主单位可能不再重视烘炉的具体实施过程。

    其次，业主单位往往套用焦炉烘炉的惯性思维，认可明火烘炉的技术方案，对这种方式的技术缺陷认识不足。

三、改善烘炉效果的措施

    1、改进烘炉技术方案

    废弃内置明火烧嘴烘炉（或者外置烧嘴但热烟气直接进入炉膛烘炉）等负压烘炉方式，采用更加科学合理的正压法烘炉方式。具体技术方法如下：

    （1）、炉子外部设烘炉燃烧器，燃烧后的热烟气先与大量冷空气混合，调整到需要的温度后进入炉子内部，与炉壁耐材充分对流换热后，同时从炉子上、下部排出，确保炉子上下温度场均匀，各部位耐材充分受热。

    （2）、烘炉的起始温度可以从常温开始，烘炉介质从开始阶段就是大流量烘炉。既能够保证烘炉温度不超标，又能够实现充分的对流换热和水分蒸发。这是明火烘炉方式无法实现的。

    （3）、炉内各个部位的耐材不会出现局部温度过高的情况，不会出现局部耐材表面过早固化的情况。

    （4）、由于热媒流量较大，炉子上下温度场非常均匀，能够达到烘炉曲线的要求。

    （5）、烘炉效果较好，能够延长炉子耐材使用寿命，为安全生产创造有利条件。

    2、由业主统一协调安排烘炉

     由于筑炉的耐材厂家不具备烘炉的专业知识，许多专业的烘炉单位技术水平也较差，由业主单位统一选择比较可靠的烘炉单位，承担项目现场各个反应炉（罐）的烘炉工作，避免各自为战，混乱不堪的烘炉现状，达到理想的烘炉效果。

    3、选择可靠的烘炉单位

    目前国内烘炉单位较多，各有专业侧重点。有的擅长高炉热风炉烘炉，有的擅长锅炉烘炉，但对于焦炉煤气制天然气项目中的反应炉（罐）的烘炉普遍缺乏经验。加之大多数烘炉单位专业技术人员较少，燃烧、传热等专业知识不足，很难根据现场条件提出科学合理的烘炉方案，仍然采用传统的烘炉方法，烘炉效果不佳。一些已经投产的同类项目，在烘炉过程中普遍出现各种问题，严重影响项目按期投产及后期安全运行。建议业主单位要重点考察烘炉单位技术人员的专业知识水平，选择可靠的烘炉单位，确保达到较好的烘炉效果。

四、结论

    传统的内置烧嘴明火烘炉方式（或者外置烧嘴但热烟气直接进入炉膛的烘炉方式）效果较差，无法对甲烷化炉、加氢罐、脱硫罐等实施有效的烘烤。

正压法烘炉的效果较好，对于焦炉煤气制天然气项目中各种反应炉（罐）的烘烤质量能够达到相关技术标准的要求，为安全生产奠定良好基础。

 

（来源：亚化咨询）