烧嘴点火系统(「化工装备大发展」541-2017年裂解炉低氮燃烧器改造及国产化)

Posted 2023-06-02

篇首语：著论准过秦，作赋拟子虚。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了烧嘴点火系统(「化工装备大发展」541-2017年裂解炉低氮燃烧器改造及国产化)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

烧嘴点火系统(「化工装备大发展」541-2017年裂解炉低氮燃烧器改造及国产化)

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（根据网络资讯收集整理）

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乙烯低氮燃烧器

当前我国大气环境形势十分严峻，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，威胁人民群众身体健康. 进一步加强节能减排工作，是应对全球气候变化的迫切需要，也是企业应尽的责任。

大气污染物的一个主要来源是工业窑炉烟气中的SO2 和NOx。由于前期全国范围内对SO2 减排较为重视，全国SO2 总排放量在“十一五”期间大幅下降，但近年来氮氧化物的快速增长，部分抵消了二氧化硫减排所付出的巨大努力。氮氧化物除造成酸雨以外，还会影响大气的氧化性，造成光化学污染、二次颗粒物增加、灰霾等问题。

燃烧器是工业燃油锅炉、燃气锅炉的重要设备，它能保证燃料稳定着火燃烧和燃烧完全。因此，要抑制NOx的生成量就必须从燃烧器入手。

乙烯低氮燃烧器采用先进的燃料分级技术和烟气再循环技术，在满足工艺发热量的要求下，有效地将燃烧烟气中的各项污染物排放浓度降至国家及地方标准规定的排放限值以下。此类型燃烧器已在工业上得到成功应用，降低NOx效果非常明显，其脱硝率可达到60%以上。

首个应用国产低氮燃烧器控制裂解炉氮氧化物排放的成功案例

2017年3月，天津津滨制造有限公司制造的天津石化乙烯装置5号裂解炉加装的低氮燃烧器，经过连续 1个多月的运行，氮氧化物(NOX)排放量始终低于80mg/m3，排放量低于国家标准，较改造之前的平均检测值减少了50%，日前顺利通过天津市环保局环保验收，成为国内首个应用国产低氮燃烧器控制裂解炉氮氧化物排放的成功案例，实现了国内烯烃裂解炉低氮燃烧器改造应用成功的新突破。

正在工厂制造的天津石化乙烯装置5号裂解炉加装的低氮燃烧器

2017年扬子石化烯烃厂裂解炉低氮烧嘴改造

历时一年多的施工，2019年元旦前夕，扬子石化烯烃厂最后一台裂解炉——11号裂解炉完成了低氮烧嘴改造完毕，点火升温，至此，该公司乙烯联合装置的14台裂解炉低氮烧嘴改造画上了圆满句号。该项目的完工，有效降低了乙烯裂解炉氮氧化物排放，助力乙烯裂解炉达标排放、超洁净排放，实现了节能减排。

扬子石化烯烃厂

扬子石化烯烃厂乙烯联合装置共有14台在役裂解炉，原来采用底部烧嘴和侧壁烧嘴联合供热。由于裂解炉烧嘴设计年代久远，当初设计时氮氧化物（NOx）排放标准已经不能满足当前的国家环保要求，即氮氧化物排放值不能满足政府环保部门现行的排放限值（不高于100毫克/标准立方米）要求。

乙烯联合装置裂解炉低氮烧嘴改造主要是将裂解炉原有的底部燃烧器和侧壁燃烧器更换为低氮燃烧器，并设置相应的蒸汽注入系统及仪表控制系统，采用注入蒸汽的方式来满足氮氧化物排放要求，确保裂解炉在正常工况下，排放的烟气中氮氧化物浓度不高于80毫克/标准立方米；在热备、烧焦工况下，排放的烟气中氮氧化物浓度不高于100毫克/标准立方米。

此项改造涉及14台裂解炉，是扬子石化的重点改造项目。自2017年下半年开始，扬子石化烯烃厂全面推进乙烯裂解炉低氮烧嘴改造项目的实施，率先对3号裂解炉进行低氮烧嘴改造。单台炉子停炉改造期间，相邻炉子处于正常生产运行状态，边生产边改造施工，现场施工作业安全风险高，安全监管难度大、要求高。

结合裂解炉低氮烧嘴改造施工，扬子石化烯烃厂合理安排好1套、2套乙烯装置裂解炉倒炉切换计划，排定单台炉子停炉改造时间；严格把好改造设计确认、开工方案审查审批、施工前现场交底等各道关口，有计划、有步骤、分阶段推进改造施工，确保了整个裂解炉低氮烧嘴改造安全、质量、进度，炉子改造完毕开车投运一次成功，达到改造既定目标。

2017年广州石化6台裂解炉炉燃烧器国产低氮燃烧器技术改造

2017年8月7日，完成低氮燃烧器技术改造的广州石化乙烯裂解G炉正式投油，氮氧化物排放值远低于国家最新的环保要求。至此，广州石化的7台裂解炉低氮燃烧器改造全部完成。

7月1日之前，广州石化A-F共6台裂解炉炉燃烧器先后完成了国产低氮燃烧器技术改造。7月1日，G炉停车进行最后一台炉燃烧器改造，本次改造裂解炉供热比例不变，改为阶梯式供热；底烧位置不变，炉底开孔加大；侧烧燃为低压甲烷，在辐射炉膛中部配置1排16台凸台侧壁燃烧器，新侧烧重新开孔，原侧烧开孔封堵，并对侧墙衬里进行改造。

改造后运行数据表明，燃烧器运行良好，热负荷符合设计指标，炉膛热通量分布合理，NOx排放量改造后同比降低达48.8%，整体技术达到国际先进水平，节能环保效益显著。

2018年镇海炼化百万吨乙烯裂解装置裂解炉燃烧器国产化改造

2018年3月28日，镇海炼化百万吨乙烯裂解装置环保提升关键设备——裂解炉燃烧器国产化改造后完成在线调试，数据表明，出口烟气氮氧化物浓度远远低于国家排放标准，标志着乙烯清洁生产又推进了一大步，为国内其它裂解炉烟气低氮排放改造提供了实践案例。

镇海炼化百万吨乙烯裂解装置

此前，2号裂解炉侧壁使用的是进口的半预混式燃烧器，氮氧化物排放设计指标为每标立150毫克，高于国家排放标准。此次改造将72个侧壁燃烧器全部更换为国产化燃烧器，该燃烧器具有技术相对成熟、供货期短、现场服务响应快、投资少等优势。

国产燃烧器采用分级燃烧技术，能够保证裂解炉在不改变燃烧负荷的情况下，使之燃烧更均匀，燃烧温度不偏高；采用分体式设计，即风箱与燃烧枪是分离的，拆清时只需拆下燃烧枪，拆装工作简单、轻巧、方便。

由于施工安排科学合理，工况调整及时准确，仅用了5天时间，在不干扰正常生产的前提下，镇海炼化烯烃部在线完成了72个侧壁燃烧器更换施工改造。经过测试，裂解炉环保指标明显提升，氮氧化物排放量由原来的每标立98毫克降至78毫克，燃烧器运行良好，环保提升效果明显，首台裂解炉侧壁燃烧器国产化改造取得了圆满成功。接下来，该部计划对裂解炉进行逐台普及改造，进一步推进绿色发展、环保减排工作。

镇海炼化氮燃烧器国产化

燃烧器国产化改造是镇海炼化裂解炉节能降耗的一个“撒手锏”。2019年底，镇海炼化“东海炉王”团队与航天11所合作，完成了11台裂解炉1244组燃烧器的国产化改造。“新的低氮燃烧器通过改进燃气喷枪、调节燃烧空气配比，可以获得最佳的燃烧参数，实现节能环保的目标。”蒋明敬介绍。根据不同原料裂解炉的特性，“东海炉王”团队还与航天行业11所专家一起，对每一组燃烧器的高度、角度、朝向等进行深入探讨，量身定制不同的改造方案。氧化物排放浓度比国内外同类产品低40%以上，一氧化氮等排放指标达到国际先进水平，标志着热媒炉用超低氮燃烧器研制取得新突破。所有改造完成后，平均每台裂解炉每小时可降低燃料气消耗100多千克。

2018年独山子乙烯一联合车间4号炉低氮烧嘴改造

独山子乙烯一联合车间6号炉按计划于2018年4月2日开始停工检修，检修项目共计25项，检修主要内容是48台底烧、128台侧烧更换及裂解炉炉管检查。更换裂解炉低氮烧嘴后，不仅能够有效降低烟气中氮氧化物含量，还将为裂解炉高负荷运行提供有力保障。

为确保如期完成乙烯厂6·30百万吨乙烯低氮烧嘴改造项目，乙烯一联合车间将裂解炉改造项目作为全年工作重中之重，科学统筹，有序组织，全力念好“严、细、实、优”这“四字真经”，密切与承包商协作，不断优化工序，有力保障裂解炉改造项目安全、高效完成。

每台裂解炉烧嘴改造项目共计24项，包括48台底部燃烧器更换、128台侧壁燃烧器更换、对流段化学清洗等，计划5天完成，工作量大、时间紧。

6月8日14时10分，乙烯一联合车间4号炉开始现场动火点检查。6月10日9:50分， 4号裂解炉正式点火升温。完成裂解炉检修后，每台裂解炉烟气中的氮氧化物的含量在70-90 mg/m3，达到国家最新的环保要求指标。

2018年6月12日，乙烯一联合车间4号炉低氮烧嘴正式改造完成并投用，这标志着乙烯一联合车间8台裂解炉低氮烧嘴正式全部改造完成。

在这三个多月的时间里，乙烯一联合的员工，加班加点，忘我工作，谱写了乙烯人在新时代的奋斗之歌。乙烯一联合车间的8台裂解炉低氮烧嘴改造全部完成，实现装置绿色生产、环保达标，为独山子的天空增加亮丽的蓝色!

独山子乙烯一联合车间4号炉低氮烧嘴

2018年齐鲁石化15台裂解炉低氮燃烧器进行升级改造

2018年10月，齐鲁石化最后一台裂解炉低氮燃烧器改造顺利通过验收，标志着齐鲁石化15台裂解炉低氮燃烧器全部完成升级改造。升级改造后的裂解炉运行效果良好，裂解炉烟气合格排放。

按照《石油炼制工业污染物排放标准》要求，齐鲁石化加大对裂解炉排放的烟气中氮氧化物和二氧化硫含量的治理力度，按计划有序对15台裂解炉低氮燃烧器进行升级改造。该公司从2017年全停大检修开始，对乙烯装置裂解炉进行低氮燃烧器改造，大检修期间完成6台解炉低氮燃烧器改造。正常生产期间，他们根据生产情况对剩余的9台裂解炉进行轮流切换、轮流改造，最终全部完成剩余裂解炉的改造，且裂解炉运行效果良好，裂解炉烟气合格排放。

2019年兰州石化乙烯裂解装置4 台裂解炉低氮燃烧器改造

2019年，兰州石化对乙烯裂解装置4 台裂解炉进行了更换低氮燃烧器改造：

(1) 对2 台SW 裂解炉（E-H-101G、E-H-101H）共64 套现有底部燃烧器一一对应更换为低氮燃烧器。

(2) 对2 台惠生裂解炉（E-H-101J、E-H-101K）共32 套现有底部燃烧器、128 套现有侧壁燃烧器一一对应更换为低氮燃烧器。

兰州石化乙烯裂解装置裂解炉低氮燃烧器改造

改造更换后的低氮燃烧器布置、数量及单台燃烧器供热负荷与裂解炉现有燃烧器的布置、数量及单台燃烧器的供热负荷保持不变。更换后低氮燃烧器的供热负荷不改变裂解炉现有的热负荷要求，并满足裂解炉现有热通量曲线，维持裂解炉现有的COT温度和热效率不变。

兰州石化乙烯裂解装置裂解炉低氮燃烧器改造

低氮燃烧器采用先进的燃料分级技术和烟气再循环技术，在满足工艺发热量的要求下，有效地将燃烧烟气中的各项污染物排放浓度降至国家及地方标准规定的排放限值以下。此类型燃烧器已在工业上得到成功应用，降低NOx效果非常明显，其脱硝率可达到60%以上。

2020年中原石化裂解炉超低氮燃烧器改造

2020年十月，中原石化利用2020年大修改造机会进行了裂解炉超低氮燃烧器改造，本次改造优化的基本思路来源于前期所有裂解炉低氮燃烧器设计及现场运行经验，细化到喷枪及燃烧器配风结构的设计，同时借助中国重型运载火箭发动机模拟运算中心对设计方案进行整体优化模拟仿真，寻求最佳优化方案。

　　中原石化与合作方讨论决定，更换底部和侧壁燃烧器，实现设计的70%到100%负荷运行时，裂解炉氮氧化物排放≤60mg/m3，保证裂解炉操作负荷范围和炉子能力达到原有操作水平，确保燃烧火焰稳定，喷嘴不易堵塞、不易结焦。

经过两个月的运行，中原石化裂解炉超低氮燃烧器改造效果明显。