大型裂解炉用底部燃烧器的国产化研发-学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

石油化工
2012年第41卷第3期
PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
319
大型裂解炉用底部燃烧器的国产化研发
李金科,徐红兵,刘韫砚,张建
(天华化工机械及自动化研究设计院,甘肃兰州730060)
摘要]针对大型裂解炉用底部燃烧器对火焰形状、火焰刚性、热通量分布和NO排放的要求,利用燃料分级原理,结合嚙嘴
和配风方面的研究确定了燃烧器的结构型式;通过多方案流体动力学模拟计算对燃烧器的结构进行改进,同时通过热态试验
验证了燃烧器的污染物排放、热通量分布等性能,最终开发出具有自主知识产权的大型裂解炉用底部燃烧器。在1Mta乙烯
装置裂解炉的工业应用结果表明,裂解炉内燃烧完全,火焰扁平刚直,运行55d时管壁最高温度为1044℃,NO,排放量为127
mgim2(标准状态),燃烧器的性能完全满足裂解炉的工艺要求及环保要求。
关键词]氮氧化物;底部燃烧器:流体动力学模拟:乙烯裂解炉
文章编号]1000-8144(2012)03-0319-06
中图分类号]TQ221.21
文献标识码]A
Research and Development of Ethylene Cracking Furnace Hearth Burner
Li Jinke, Xu Hongbing, Liu Yinyan, Zhang Jian
(Tianhua Institute of Chemical Machinery and Automation, Lanzhou Gansu 730060, China
I Abstract J Aiming at the request of ethylene cracking furnace hearth burner for the flame shape
the flame stability, the heat flux distribution and the NO emission, by fuel classification method
combined with research of the burner tips and the wind channel, the original structure of the
hearth burner was determined. The burner structure was improved by computational fluid dynamics
simulation, and the pollution emission and the heat flux distribution were validated through thermal
state test. Then, the hearth burner of large-scale ethylene cracking furnace was developed successfully
Industrial application of the hearth burner indicated that the combustion was complete and the flame
was flat and steady. The max wall temperature of the furnace tube was I 044 C after the furnace
running 55 d and NO, emission was 127 mg/m(standard state)
L Keywords J nitrogen oxide; hearth burner; fluid dynamics simulation; ethylene cracking furnace
乙烯是重要的石化原料,乙烯装置是石化行经济效益和社会效益。
业的“龙头”装置。乙烯装置的核心是裂解炉,燃
本工作通过对燃烧器结构型式的理论研究,
烧器是裂解炉的重要组成部分,裂解炉所需的热量结合数值模拟技术和热态试验完成了大型裂解炉
是通过燃料在燃烧器中燃烧获得的。燃烧器的型用底部燃烧器的国产化研发,并给出了工业运行
式、性能和配置均影响裂解炉的性能,直接关系到数据。
裂解炉能否长周期安全稳定运转。随着裂解炉的大
型化及环保要求的日益提高,对燃烧器提出了更高1结构型式
的要求,如火焰长度、火焰形状、炉内热通量分布
考虑到裂解炉的燃料来源、工艺要求和炉
和NO排放等リ。大型裂解炉用底部燃烧器技术长型特点,裂解炉用燃烧器的主要设计原则2为:
期被国外专利技术垄断,大能力的底部燃烧器严重
依赖进口,投资较大。研发具有自主知识产权的燃
[收稿日期]2011-10-26;[修改稿日期]2011-11-24
作者简介]李金科(1964-),男,甘肃省灵台县人,大学,教
烧器,可以实现大型乙烯装置燃烧器的国产化,对
授级高级工程师,电话025-83209855,电邮1ik0002@vip
加强我国石化市场的竞争力极为有利,能显著提高sina.om。