[发明专利]用于点燃转化炉中的燃烧器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于点燃烃蒸汽转化炉(reformage àla vapeur d′hydrocarbures)的燃烧器的方法。

背景技术

被广泛称为SMR(蒸汽甲烷转化)工艺的烃蒸汽转化工艺生产主要包括H2和CO的被称为合成气的混合物。这些工艺是基于所谓的转化反应，该转化反应是在高温(800℃-950℃)下的强吸热催化反应。为此，将烃和蒸汽引入充有催化剂的转化炉管内，该管置于转化炉内。在该管的出口处得到合成气。

所述炉包括一个或多个由耐火壁制成的燃烧室和置于这些壁上的燃烧器。这些燃烧器设计成使得主要通过将火焰的热辐射到燃烧室的耐火壁上，从而将该燃烧器的燃烧热通过管壁传递至烃/蒸汽的混合物。

在这些工艺中使用的转化炉管遭受非常严酷的条件并具有有限的寿命。这些管既使是局部地、既使在一有限时间段内暴露在比设计温度高的温度下，对于它们的寿命也是非常不利的。

在过渡阶段期间、特别是在启动阶段，由于管内部不存在吸热反应，因此存在特别高的过热风险。这是因为在启动阶段期间仅有少量的惰性气体(氮、蒸汽等)在管内流动，由燃烧器产生的热量基本上被管、催化剂和炉壁的显热吸收。

此外，还必需考虑到在该启动阶段期间炉内部的温度测量不一定可靠。这是因为一般而言不存在对管温的直接测量，唯一可用的手段是在岐管中在烟道气排放的位置和在转化炉管的出口处进行温度测量。这些测量并未就在这个过渡阶段期间的可能的局部过热给出任何启示。

因此，由于在启动阶段期间测量管内部温度的问题，所以存在另外的管过热的风险。

所述风险在横焰SMR炉(亦即具有横向加热的SMR炉)的情况下甚至更高，对于横焰SMR炉，如果被点燃的燃烧器未充分且合理地分布，则在管的内部可能存在局部过热。

因此，对于这些横焰SMR炉，重要的是，控制总加热功率和热分布，总加热功率必须被保持足够低，热必须在各个燃烧器行上分布以确保良好的加热均匀性。

然而，这两种需求之间的折衷方案在当前变得甚至更加困难，这是因为随着燃烧器的性能的提高，额外的目标是将燃烧器的数量和/或燃烧器的行数最小化。

目前，在炉启动时，所执行的燃烧器点火程序通常来自常规做法，该点火程序通常根据设备的不同而不同。如果这些点火程序未被优化，则它们可导致转化炉管的加热极度不均匀，因此存在其中一些转化炉管过热——至少局部过热——的风险。

因此，本发明特别地涉及横焰炉，对于横焰炉来说，如果在点火时燃烧器未恰当地分布，则在某些管上可能存在严重的局部过热。

在启动阶段期间，未建立热平衡，由已点燃的燃烧器所产生的热没有通过反应被消耗掉，这是因为反应物未在管中流动。因此，既存在供应至炉的某些区域中的热过量的风险，又存在热没有被消耗掉的风险。此外，还存在进行温度测量的困难，而该温度测量对于保护管而言是必要的。

因此，需要一种用于在对炉燃烧器点火时加热转化炉管的可靠运行方法，该方法使得管过热的风险最小化并提高在管长度上的加热均匀性。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于点燃横焰转化炉的燃烧器的方法，使得可以限制所有的这些管或这些管中的一部分发生局部过热的风险。

本发明的另一个目的在于提供一种用于点燃横焰转化炉的燃烧器的方法，使得可以均匀加热所有管。

通过使用预定的燃烧器启动顺序来实现这些不同的目的，该预定的燃烧器启动顺序限定其中在启动SMR炉时不同水平行的燃烧器将被点燃的次序。

为此，本发明涉及一种用于在启动烃蒸汽转化炉时点燃该炉的燃烧器的方法，所述炉至少包括：

-燃烧室，该燃烧室具有由耐火材料制成的、面向彼此的至少两个竖直的壁；

-位于该两个面对面的竖直耐火壁之间的中间距离处的至少竖直对齐的转化炉管；以及

-置于该两个面对面的竖直耐火壁的每一个上的燃烧器，所述燃烧器以列的形式竖直对齐并且以n行Ri(其中，i从1变至n且i从炉底部往上增大)的形式水平对齐，

其中，按照包括相继步骤的点火顺序点燃燃烧器，使得在点火结束时，为转化/重整所需要的所有燃烧器被点燃，

其特征在于，在一给定步骤期间被点燃的燃烧器都属于一个特定的行并且点火顺序的第一步骤的次序如下：

1)-对从最高的行中选出的一行的燃烧器进行点火；随后

2)-对从最低的行中选出的一行的燃烧器进行点火；随后

3)-对从中央区域的行中——优选在上半部中——选出的一行的燃烧器进行点火；以及随后