丙烷脱氢装置管式加热炉应用分析

近十多年来,国内丙烯需求日益增加,丙烯的加工生产成为热点,其中以丙烷脱氢工艺生产丙烯最为火热,截至2024年丙烷脱氢装置已成为丙烯生产主要来源。本文介绍了管式加热炉在丙烷脱氢装置的应用,介绍了加热炉的选型材质、耐火衬里的设计结构,以及油气联合烧嘴的结构和环保排放控制。重点分析了管式加热炉热效率影响因素:保温、过剩空气量、燃烧充分度、炉管分布热传导。

气体协流水雾作用下层流预混火焰拉伸规律

在气体协流管式燃烧器研究的基础上,利用高速纹影系统对细水雾作用下层流预混火焰拉伸、熄火规律进行了实验研究,并分析了细水雾抑制气体预混火焰的条件.实验结果表明:火焰面拉伸规律与燃料浓度、气体流量以及水雾雾滴直径有关;对于大滴径协流水雾,水雾载荷比越小,火焰面拉伸现象越明显.

管式加热炉节能的研究进展

以管式加热炉主要结构的节能为出发点,从改造燃烧器及辐射室结构、优化吹灰技术、研发新型清焦技术以及研制新型空气预热器和新型辐射炉管等方面,综述了目前管式加热炉燃烧器、辐射室、对流室及余热回收系统的节能效果的研究情况,其中增强辐射传热和余热回收能力可有效降低排烟温度,提高加热炉效率,因此其对于管式加热炉的节能更有效。最后对今后管式加热炉的节能研究提出展望。

低NO_x工业燃气燃烧技术研究进展

随着环保政策对工业炉NOx排放的限制越来越严格,需要开发新型低NOx燃烧器,以对现有加热炉进行改造。本文介绍了燃气燃烧过程中NOx的形成机理,综述了燃料分级(再燃)燃烧、旋流燃烧、脉动供燃料燃烧、富氧燃烧以及温和与深度低氧稀释(MILD)燃烧等几种新型低NOx燃烧技术。结合石化管式加热炉结构和管内流体的特点指出:在不对现有炉子整体结构做改造的情况下通过设计新型结构的燃料分级燃烧器能够减少加热炉NOx的排放;旋流技术能够强化反应物的混合与燃烧过程,然而其对NOx生成量的影响尚需进一步研究;MILD燃烧技术在体积热强度高的加热炉上较容易实现。多种低NOx燃烧技术组合使用会取得比单一措施更好的效果。

管式燃烧器烧嘴上方细水雾雾场特性的LDV/APV实验研究

运用三维激光相位多普勒(APV/LDV)测试系统,对管式燃烧器烧嘴上方细水雾的雾场特性进行实验研究,结果表明粒径和液滴沿轴向的速度都随着混合气流量的增大而增大,且随着与烧嘴距离的增大,速度先增大后稍微减小,可以近似地看作相等,实验结果合理。

水雾作用下富燃料甲烷预混火焰化学发光特性

利用阶梯光栅光谱仪与自行研制的水雾协流管式燃烧器,对富燃料甲烷/空气层流预混火焰化学发光特性进行实验研究.分析了锥形预混火焰燃烧过程中火焰面OH、CH以及C_2自由基粒子光谱强度分布规律,以及水雾协流作用下的预混火焰发射光谱特性,探讨了水雾液滴对富燃料甲烷预混火焰发射光谱的影响.实验结果表明。当水雾量充足时,作用于内锥火焰阵面的水雾液滴使得火焰阵面OH、CH以及C_2自由基粒子发射光谱强度减弱,抑制预混火焰燃烧;当作用于火焰面的水雾载荷比较小时,富燃料预混火焰的OH、CH的发射光谱强度得到一定程度的增强.

石油化工管式炉用的通用型燃烧器

阐述了通用型燃烧器的一般要求，回顾了国内各时期较普遍使用的通用型燃烧器的情况，介绍了新开发的并已通过中国石化总公司鉴定的Ⅶ型通用型油－气联合燃烧器的特点。

石化管式加热炉低氮燃烧器的CFD研究

为适应当前炼化企业加热炉安全可靠、高效经济和低污染物的运行要求,中国石油化工股份有限公司天津分公司对所有排放不达标的加热炉进行低氮燃烧器的改造。以2号常减压装置为例,利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法研究了该装置改造后的底部低氮燃烧器结构、内部流场分布。重点分析了燃料气组分、空气过剩系数、空气预热温度、燃料气压力对排放(NO_x及CO)的影响。分析了该燃烧器的运行特点,并对燃烧器的结构设计及生产实践提出改进建议:针对燃烧器设计结构的问题建议减少喷孔或者缩小喷孔;针对燃烧器燃烧不完全建议增加燃料二次喷嘴的喷孔角度,但要确保燃料气气流不直接冲击到耐火砖斜面上;增加气枪的长度;减小或者取消三次燃料喷孔;增加带稳焰盘的中心枪。

利用管状火焰燃烧器测量混合气惰化体积分数的技术——关于可燃混合气易燃极限测试方法的研究

为了评价卤代烷替代灭火剂的灭火性能,对传统的使用爆炸量管的惰化体积分数的测试方法进行了理论和实际的探讨,指出传统方法测试的是点火界限而非灭火界限,其测试结果受众多因素的影响可信度差,操作繁杂不利于获取数据。作为传统方法的替代,该研究试制了管状火焰燃烧器测试装置,利用其测量了各种卤代烷替代灭火剂对不同可燃混合气的惰化体积分数。结果表明,该方法具有理论合理、操作简便、数据可靠等优点,适用于各种可燃性混合气的可燃区域的测试及气体灭火剂的灭火性能的评价。

工业萘管式炉节能及自动化升级改造

针对山西豪仑科化工有限公司36万t/a焦油加工装置工业萘精馏单元存在的煤气单耗高、安全系数低等问题,通过更换燃烧器、在管式炉顶部增加空气预热器、自动化升级方面增加自动点火装置和快速切断阀等措施,使管式炉排烟温度由450℃降低到小于140℃,助燃空气温度由30℃提高到280℃,管式炉热效率由原来的68.5%提高到81.4%,加工吨焦油的煤气单耗降低约0.61 m^(3),加热炉操作便捷性和安全稳定性得到提高。

管状燃烧器中低热值预混气的燃烧特性

实验研究了低热值CH_4/N_2/Air预混气在旋流管状燃烧器中的燃烧以及污染物排放特性。固定过量空气系数为1.17,通过调节N_2比例得到热值在3.6～5 MJ/m^3之间的低热值预混气。结果表明,管状火焰半径随预混气热值降低而减小,当热值小于一定值时,燃烧器的燃烧效率急剧下降,烟气中CO含量大量增加,但NO_x含量始终很低。

面向燃气轮机燃料适应性和燃烧稳定性问题的一种新型涡管燃烧技术

为了解决传统燃气轮机的燃料适应性差和燃烧稳定区间窄的问题,本研究提出一种新型涡管火焰燃烧系统,包括一个基于闪沸喷雾技术的燃料气化系统和一个具有多级进气、浓度分层特征的涡管火焰燃烧器。对甲醇、乙醇、二甲醚、航空煤油、生物航油五种液体燃料的燃烧特性进行了实验和数值模拟研究,结果表明:1)在气化系统中,通过对过热度的控制可以有效实现不同液体燃料的完全气化,大为降低了雾化质量对燃料物性的依赖性;2)在涡管火焰燃烧器中,五种液体燃料均可以形成稳定的涡管火焰,稀燃熄火极限均位于Φ=0.2左右,稳燃区间大为扩展;3)新型涡管火焰燃烧器具有浓度分层的特征,这一点对于燃烧稳定性的提高具有重要作用。