一種轉化爐表面溫度均衡的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種轉化爐，尤其是涉及一種轉化爐表面溫度均衡的方法。
【背景技術】
[0002] 化工生產企業以確保企業裝置安全、可靠、持續性為企業管理中心目標，這個目標 直接關系到企業的生命,是企業管理中的重中之重。
[0003] 在大型化工蒸汽轉化制氫裝置中其轉化爐設備是核心的生產設備，這種大型蒸汽 轉化爐一般采用頂燒負壓式爐，爐管成排分布在燃燒器兩側，甲烷水蒸汽通過流經轉化爐 管，依靠吸收燃燒器火焰輻射熱的加熱方式來促成C-H高溫斷鏈和化學反應。頂燒負壓式 爐的結構一般采用爐頂設置燃燒器，并分布在成排爐管四周，即被包圍的成排爐管可以從 四周各個方向的燃燒器噴燃火焰處吸熱。因此，轉化爐爐管組件是轉化爐設備中核心設施。 爐管設備日常的常、穩、安、滿、優運行，直接關系到企業的利潤，關系到企業的生存之本。所 以,牽涉到爐管的一切管理操作,都是重中之重之舉。
[0004] 長久以來，轉化爐爐管表面溫度的均衡優化管理一直困擾著蒸汽轉化制氫企業， 這主要是有以下幾個因會產生巨大的負面后果因素帶來的影響。
[0005] 其一，爐管表面溫度的不均衡直接威脅到爐管正常安全可靠地運行。超過設計溫 度使用的爐管其使用壽命僅為在設計使用溫度內運行爐管的10%，且極易發生爐管爆裂的 危害事故。同時爐管成本和更換所需費用也極高，恢復生產的檢修周期極長。一般一根類似 內徑為0108毫米，長度為L = 15米的爐管其設備成本為15萬；像ISSOONmVh氫氣的裝置 更換所有爐管成本約為1000萬元，檢修周期至少需要45天的時間，嚴重影響運行生產率。
[0006] 其二，爐管表面溫度的不均衡嚴重影響到爐管內催化劑的使用壽命。爐管催化劑 的成本極高，一般類似18800Nm 3/h氫氣的裝置，其催化劑成本為100萬元人民幣，更換的人 工和設備成本也較高，更為重要的是更換催化劑所需的檢修周期較長，像年產18800Nm 3氫 氣的裝置每次更換催化劑至少需要15天的檢修時間。
[0007] 其三，爐管表面溫度的不均衡直接影響到工藝氣氣體的轉化率，繼而影響到產品 的合格率及產品的產量。
[0008] 其四，爐管表面溫度的不均衡還會關系到轉化爐下游設備的使用壽命。由于爐管 表面溫度的不均衡，使各爐管出口工藝氣轉化溫度的不均衡，有高溫點的存在，給下游設備 帶來局部超高溫的影響存在。
[0009] 因此，爐管表面溫度均衡的優化操作管理一直是化工蒸汽轉化制氫企業的關鍵 點。
[0010]目前國內外一般對蒸汽轉化制氫爐管表面溫度的均衡優化操作大都停留在較為 原始的目視檢查法，部分企業采用局部測溫局部調整的片面操作法；也有極少數幾家大型 企業采用選取個別爐管并在其表面貼溫度傳感片并外傳至變送器作參考顯示，但這個溫度 貼片設施的使用壽命短，穩定和可靠性差，這樣長周期運行起來，爐管依然處于盲管運行， 且貼片安裝在爐管表面對爐管的熱傳導也帶來局部的負面影響，且安裝也不簡便。因此，爐 管表面溫度均衡的優化操作管理一直是化工蒸汽轉化制氫企業的頭疼病。
【發明內容】
[0011] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種安全、簡便、可 靠，操作性強的轉化爐表面溫度均衡的方法。
[0012] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種轉化爐表面溫度均衡的方法， 其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0013] (1)將燃燒器入口的助燃空氣和高壓燃料進氣閥、低壓燃料進氣閥均設置為全開 狀態；
[0014] ⑵采用紅外線高溫檢測儀對轉化爐內每根爐管逐一進行溫度測量，根據測量所 得數據，選擇高溫爐管對應區域的燃燒器，調小該燃燒器上助燃空氣閥的進氣量；
[0015] ⑶助燃空氣閥調整后穩定燃燒2h以上，重復步驟⑵；
[0016] (4)多次循環步驟（2)-(3)的操作；
[0017] (5)若轉化爐內爐管表面溫度尚存在部分少量高溫，已無法用調整助燃空氣閥的 方法來控制，那么采用關小燃燒器上低壓燃料進氣閥來控制，若轉化爐內爐管表面溫度尚 依然存在部分少量高溫爐管，那么再通過調整高壓燃料進氣閥的操作來做最終完善。
[0018] 步驟（2)所述的紅外線高溫檢測儀選擇輻射段爐管高溫段處截面的觀火孔進行 測溫。
[0019] 所述的紅外線高溫檢測儀選用適用溫度在700°C~IKKTC紅外高溫測溫槍。
[0020] 所述的紅外線高溫檢測儀的反射率選擇在0. 9~0. 95之間。
[0021] 步驟（2)所述的調小該燃燒器上助燃空氣閥的進氣量的調節幅度為5%。
[0022] 所述的紅外線高溫檢測儀檢測時的工況選擇轉化爐最高負荷工況時進行操作，即 滿負荷或超負荷測試工況時進行優化調整，進行優化操作需要有24小時穩定工況的時間 條件。
[0023] 步驟（5)所述的關小燃燒器上低壓燃料進氣閥和調整高壓燃料進氣閥的操作與 調小燃燒器上助燃空氣閥的步驟相同。
[0024] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0025] 1、均衡方法安全、簡便、可靠，操作性強。
[0026] 2、大大延長爐管使用壽命，一方面改善承受極端熱負荷，另一方面降低爐管的拉 伸量和蠕變量；同時促使各條爐管壽命均衡，避免個別爐管突發爆管意外事故發生，為計劃 檢修做強有力的有效保障，為裝置安全連續穩定生產提供可靠保障，提高了裝置生產率；也 大大降低了檢修成本。
[0027] 3、促使各條爐管內吸熱催化反應均衡，催化劑使用工況均衡，大大延長其使用壽 命，大幅度降低催化劑的使用成本。
[0028] 4、降低爐管下游設備極端高溫，改善了下游設備工作狀況，也適當降低下游設備 的（冷卻）能耗。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0030] 實施例1
[0031] 2011年3月7~8日，上海華林工業氣體有限公司蒸汽轉化制氫爐裝置（簡稱 SMRl裝置）進行超大負荷測試。這期間，對轉化爐燃燒器工作狀況進行檢查與調整，尤其對 爐管表面溫度的監控最為密切，共分4次測量了爐內全部56根爐管表面溫度。通過用測量 獲得的數據進行分析，并且4次調整燃燒器助燃空氣和低壓燃料氣閥開度，用以保證56根 爐管表面溫度不超過設計值960°C，同時促使56根爐管的表面溫度盡可能均衡。
[0032] ?采用紅外線高溫檢測儀對SMRl轉化爐56根爐管表面溫度進行逐一測量，利用 0FFICE-EXCEL軟件并結合爐頂結構布置圖對比測量所獲得的數據，對24臺燃燒器助燃空 氣和低壓燃料進氣閥閥開度進行調整，縮小56根爐管表面溫