[发明专利]一种转化炉表面温度均衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转化炉，尤其是涉及一种转化炉表面温度均衡的方法。

背景技术

化工生产企业以确保企业装置安全、可靠、持续性为企业管理中心目标，这个目标直接关系到企业的生命，是企业管理中的重中之重。

在大型化工蒸汽转化制氢装置中其转化炉设备是核心的生产设备，这种大型蒸汽转化炉一般采用顶烧负压式炉，炉管成排分布在燃烧器两侧，甲烷水蒸汽通过流经转化炉管，依靠吸收燃烧器火焰辐射热的加热方式来促成C-H高温断链和化学反应。顶烧负压式炉的结构一般采用炉顶设置燃烧器，并分布在成排炉管四周，即被包围的成排炉管可以从四周各个方向的燃烧器喷燃火焰处吸热。因此，转化炉炉管组件是转化炉设备中核心设施。炉管设备日常的常、稳、安、满、优运行，直接关系到企业的利润，关系到企业的生存之本。所以，牵涉到炉管的一切管理操作，都是重中之重之举。

长久以来，转化炉炉管表面温度的均衡优化管理一直困扰着蒸汽转化制氢企业，这主要是有以下几个因会产生巨大的负面后果因素带来的影响。

其一，炉管表面温度的不均衡直接威胁到炉管正常安全可靠地运行。超过设计温度使用的炉管其使用寿命仅为在设计使用温度内运行炉管的10％，且极易发生炉管爆裂的危害事故。同时炉管成本和更换所需费用也极高，恢复生产的检修周期极长。一般一根类似内径为毫米，长度为L＝15米的炉管其设备成本为15万；像18800Nm³/h氢气的装置更换所有炉管成本约为1000万元，检修周期至少需要45天的时间，严重影响运行生产率。

其二，炉管表面温度的不均衡严重影响到炉管内催化剂的使用寿命。炉管催化剂的成本极高，一般类似18800Nm³/h氢气的装置，其催化剂成本为100万元人民币，更换的人工和设备成本也较高，更为重要的是更换催化剂所需的检修周期较长，像年产18800Nm³氢气的装置每次更换催化剂至少需要15天的检修时间。

其三，炉管表面温度的不均衡直接影响到工艺气气体的转化率，继而影响到产品的合格率及产品的产量。

其四，炉管表面温度的不均衡还会关系到转化炉下游设备的使用寿命。由于炉管表面温度的不均衡，使各炉管出口工艺气转化温度的不均衡，有高温点的存在，给下游设备带来局部超高温的影响存在。

因此，炉管表面温度均衡的优化操作管理一直是化工蒸汽转化制氢企业的关键点。

目前国内外一般对蒸汽转化制氢炉管表面温度的均衡优化操作大都停留在较为原始的目视检查法，部分企业采用局部测温局部调整的片面操作法；也有极少数几家大型企业采用选取个别炉管并在其表面贴温度传感片并外传至变送器作参考显示，但这个温度贴片设施的使用寿命短，稳定和可靠性差，这样长周期运行起来，炉管依然处于盲管运行，且贴片安装在炉管表面对炉管的热传导也带来局部的负面影响，且安装也不简便。因此，炉管表面温度均衡的优化操作管理一直是化工蒸汽转化制氢企业的头疼病。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全、简便、可靠，操作性强的转化炉表面温度均衡的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种转化炉表面温度均衡的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将燃烧器入口的助燃空气和高压燃料进气阀、低压燃料进气阀均设置为全开状态；

(2)采用红外线高温检测仪对转化炉内每根炉管逐一进行温度测量，根据测量所得数据，选择高温炉管对应区域的燃烧器，调小该燃烧器上助燃空气阀的进气量；

(3)助燃空气阀调整后稳定燃烧2h以上，重复步骤(2)；

(4)多次循环步骤(2)-(3)的操作；

(5)若转化炉内炉管表面温度尚存在部分少量高温，已无法用调整助燃空气阀的方法来控制，那么采用关小燃烧器上低压燃料进气阀来控制，若转化炉内炉管表面温度尚依然存在部分少量高温炉管，那么再通过调整高压燃料进气阀的操作来做最终完善。

步骤(2)所述的红外线高温检测仪选择辐射段炉管高温段处截面的观火孔进行测温。

所述的红外线高温检测仪选用适用温度在700℃～1100℃红外高温测温枪。

所述的红外线高温检测仪的反射率选择在0.9～0.95之间。

步骤(2)所述的调小该燃烧器上助燃空气阀的进气量的调节幅度为5％。

所述的红外线高温检测仪检测时的工况选择转化炉最高负荷工况时进行操作，即满负荷或超负荷测试工况时进行优化调整，进行优化操作需要有24小时稳定工况的时间条件。