摘要：通过对中石化天津分公司20万t/a聚酯装置热煤炉该烧天然气后的出现的一些列燃烧问题进行了介绍，并针对以上问题进行了燃烧器的改造，对改造后的燃烧状况进行了对比。 关键词：热煤炉；天然气；燃烧器；改造
中石化天津分公司20万t/a聚酯装置系引进德国吉玛公司技术，以精对苯二甲酸和乙二醇为原料，连续生产聚酯熔体，工艺是经典的五釜流程，设2个酯化釜，3个缩聚釜。
短信发技术该装置于2000年投产后，经过不断完善操作，优化工艺及装置5次大检修的改造扩容等一些列的措施，装置负荷逐渐增大，年装置产能已可达到29万t/a。随着产能的加大，装置生产过程中需要的热能相应增加。
为聚酯工艺生产线上提供主要热源的关键设备是热煤炉，其热效率受燃料质量、加热炉的燃烧状态及节能器是否充分利用余热、排烟损失的等一些列的因素的影响，在长期的运行中存在着一些问题：如尾部烟道余热损失、炉管积灰、燃料品质波动等，不但影响了热媒炉的正常运行，还增加了运行和检修费用。因此该装置先后对热媒炉余热回收装置、风机变频系统
进行改造，后又将燃料油该烧成天然气，来实现提高效率和节能的目的。但实施完该烧天然气后，其燃烧效果并未达到预想效果，因此，急需对燃烧器进行改造。
1 网眼通热媒加热炉初期现状
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天津石化聚酯装置的生产由3台立式热媒炉供热。该热媒炉为顶烧，燃烧室呈圆筒型，排管结构为密集螺旋形，外保温炉体结构。3炉合用一个烟囱外壳，烟气余热加热空气作为燃烧用风。3台加热炉运行过程中开2备1，每台炉子1台燃烧器，单台加热炉燃烧器的最大供热负荷为15.83 MW，原设计燃料为重油。为实现全部加热炉改烧天然气，正常生产期间对2#炉，1#炉、3#炉逐台进行了改造，实现了燃料由重油改为天然气，但热媒炉在燃气运行过程中，存在较为严重的安全隐患及运行问题，主要现象表现在：①燃烧状态不稳定、不正常，炉内火焰过长，火焰刚性差，烟气中残氧高，燃烧不充分；②仪表控制系统老化、缺项，不足于保证现场安全运行的需要；③控制程序不合理、不完善，影响热媒炉的稳定安全运行。
2 改烧天然气后的主要问题
草皮卷2.1 烟气氧含量过高
烟气中氧含量与燃烧用空气的过剩空气系数紧密相关。实际进入炉膛的空气量与理论空气量之比，叫做过剩空气系数。过剩空气系数太大会降低火焰温度，减少三原子气体浓度，结果将使辐射室传热量减少。如烟气出辐射室为800 ℃，当过剩空气系数1.2时，辐射室传热量占总供给热量的62 %；当过剩空气系数1.4时，辐射室传热量占总供给热量的56 %。在烟气出辐射室为800℃不变条件下，把过剩空气系数由1.4降低到1.2，辐射室传热量约增加了11 %。同时，过剩空气系数对加热炉热效率影响极大，在排烟温度不变条件下，过剩空气系数每降低10 %可使炉子热效率提高1 %～1.5 %。降低空气过剩系数是提高辐射室传热量和热效率最经济有效的措施。 改造前原有的油气联合燃烧器在完全烧天然气的情况下烟气氧含量为6 %，如果将烟气氧含量进一步降低必然能够进一步节约能源。
2.2 火焰形态不稳定焗炉
原有的油气联合燃烧器在完全烧天然气的情况下火焰形态不稳定，火焰发飘并且舔盘管造成盘管局部过热，加剧导热油的结焦并影响导热油的性能。
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3 改造要求及选择原因
根据燃烧器暴露出来的问题，说明原有燃烧器已经不适应现有的完全烧气体燃料的策略，所以需要用新型燃烧器进行改造。对于新型低氮高效天然气燃烧器有如下要求：
(1)新型燃烧器的燃料主要成分为天然气组成。
新型燃烧器需要在燃烧该燃料的情况下保证过剩空气量不高于4 %，并且热效率不低于90 %；
(2)新型燃烧器的能够获得良好的火焰形状、火焰长度、火焰刚性以及热流密度分布；
新型燃烧器要求能够获得稳定且刚直的火焰形态，使盘管受热均匀，减少局部热点对于盘管及导热油寿命和性能的影响。
最终考虑各种因素的情况下，选用了新型低氮高效天然气燃烧器。该燃烧器采用北京某公司专有技术，一方面降低了氮氧化物和一氧化碳等污染物含量，一方面通过优化分级策略实现低过剩空气系数燃烧得到具有良好刚度和稳定性的火焰形态。
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