เครื่องทำความร้อนแบบยิงสำหรับโรงกลั่นน้ำมันคืออะไร? ประเภทที่อธิบาย

ตอบตรง

เครื่องทำความร้อนแบบยิงสำหรับโรงกลั่นน้ำมันเป็นอุปกรณ์ระบายความร้อนหลักที่จะเผาไหม้ก๊าซเชื้อเพลิงหรือน้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของของไหลในกระบวนการที่ไหลผ่านขดลวดท่อภายในเตาเผา โดยให้ความร้อนที่แม่นยำและควบคุมได้ซึ่งจำเป็นสำหรับการกลั่นน้ำมันดิบ การไฮโดรแคร็ก การทำโค้กแบบล่าช้า การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา และการบำบัดด้วยไฮโดรทรีต และโดยปกติแล้วจะมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนถึง 85 ถึง 92 เปอร์เซ็นต์ เมื่อส่วนการแผ่รังสีและการพาความร้อนได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม

850-1,000 องศาเซลเซียส ช่วงการทำงานของท่อโลหะสำหรับบริการปฏิกิริยา

85-92% ประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยทั่วไปของหน่วยที่ทันสมัย

60-65% ส่วนแบ่งต้นทุนพลังงานในต้นทุนการดำเนินงานทั้งหมด

เครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงของโรงกลั่นทำงานอย่างไร

การเผาไหม้เกิดขึ้นที่ด้านล่างของเตาเผา และก๊าซไอเสียร้อนจะเพิ่มขึ้นผ่านสองโซนที่เชื่อมต่อกันก่อนที่จะออกจากปล่อง ของเหลวในกระบวนการจะไหลผ่านท่อพาความร้อน ดูดซับความร้อนที่ตกค้างจากก๊าซไอเสีย จากนั้นผ่านเข้าไปในคอยล์เรเดียนท์ซึ่งมีฟลักซ์ความร้อนสูงสุดเกิดขึ้น

การเผาไหม้ของหัวเผา

ก๊าซเชื้อเพลิงหรือน้ำมันเชื้อเพลิงจะจุดติดไฟที่หัวเผาพื้นหรือผนัง ทำให้เกิดอุณหภูมิของก๊าซไอเสียที่อาจเกิน 1300 องศาเซลเซียส ใกล้กับโซนเปลวไฟ

การดูดซับคอยล์ Radiant

คอยล์แผ่รังสีทำจากท่ออัลลอยด์หล่อแบบหมุนเหวี่ยง ดูดซับความร้อนส่วนใหญ่ผ่านการแผ่รังสี ทำให้อุณหภูมิของโลหะท่ออยู่ที่ 850 ถึง 1,000 องศาเซลเซียส

การกู้คืนส่วนการพาความร้อน

ท่อพาความร้อนแบบครีบจะนำความร้อนที่ตกค้างจากก๊าซไอเสียที่เพิ่มขึ้นก่อนที่จะออกจากปล่อง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวม

Manifold, Collector และ Piping

ของไหลที่ให้ความร้อนจะออกจากคอยล์ผ่านทางท่อร่วมทางออกและตัวสะสม ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อแผ่นท่อที่ส่งกระแสไปยังเครื่องปฏิกรณ์หรือคอลัมน์ดาวน์สตรีม

เครื่องทำความร้อนแบบยิงจากโรงกลั่นสองประเภทหลัก

เครื่องทำความร้อนปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาการให้ความร้อนและตัวเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้นพร้อมกันภายในท่อปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 850 ถึง 1,000 องศาเซลเซียส ใช้สำหรับการไฮโดรแคร็กกิ้งและการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา โดยที่เครื่องทำความร้อนทำงานร่วมกับระบบท่อตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมของปฏิกิริยา

เครื่องทำความร้อนกลั่น

เพิ่มกระแสไฮโดรคาร์บอนจนถึงอุณหภูมิเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจง โดยไม่กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาการแตกร้าวที่ไม่ต้องการ ใช้สำหรับการกลั่นน้ำมันดิบและการแยกอะโรเมติกส์ ซึ่งอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วทั้งคอยล์ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการตัดผลิตภัณฑ์

ตามมาตรฐาน API 560 การกำหนดค่าทั่วไปประกอบด้วยเครื่องทำความร้อนทรงกระบอกแนวตั้ง เครื่องทำความร้อนคอยล์แนวนอนในห้องโดยสาร เครื่องทำความร้อนกล่องพร้อมท่อแนวตั้ง และเครื่องทำความร้อนคอยล์เกลียว เครื่องทำความร้อนทรงกระบอกแนวตั้งมีประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูงและการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ เครื่องทำความร้อนคอยล์แนวนอนในห้องโดยสารมีขนาดกะทัดรัด เครื่องทำความร้อนแบบกล่องที่มีท่อแนวตั้งช่วยให้เข้าถึงการบำรุงรักษาได้ง่าย ในขณะที่เครื่องทำความร้อนแบบขดลวดแบบขดลวดลดแรงดันตกและโอกาสเกิดคราบสกปรกในบริการที่มีความหนืดสูง

ประสิทธิภาพเชิงความร้อน: ความร้อนจะไปที่ใด

โดยทั่วไปการนำกลับมาใช้ใหม่ด้วยการแผ่รังสีและการพาความร้อนร่วมกันจะจับพลังงานเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้า 85 ถึง 92 เปอร์เซ็นต์ โดยส่วนที่เหลือจะสูญเสียไปผ่านปล่องไฟและปลอกเตาหลอม การปรับปรุงการออกแบบส่วนการพาความร้อนและการลดอากาศส่วนเกินเป็นสองคันโยกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการลดช่องว่างนี้

การดูดซับการแผ่รังสีและการพาความร้อน — 88%
การสูญเสียก๊าซไอเสียกอง — 8%
การสูญเสียปลอกและรังสี — 4%

ผลิตภัณฑ์เครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงสำหรับอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน

กระบวนการผลิตของโรงกลั่นแต่ละแห่งต้องใช้เครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงซึ่งออกแบบมาเพื่อโปรไฟล์อุณหภูมิ ความหนืดของของเหลว และแนวโน้มของโค้ก กลุ่มผลิตภัณฑ์ด้านล่างครอบคลุมหน่วยทั่วไปที่พบในโรงกลั่นสมัยใหม่

การกลั่น

เครื่องทำความร้อนโค้กล่าช้า

งบประมาณการดำเนินงานไปไหน

การใช้เชื้อเพลิงและพลังงานมีส่วนสำคัญต่อต้นทุนการทำงานของเครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการควบคุมการเผาไหม้และความสะอาดของส่วนการพาความร้อนจึงส่งผลกระทบอย่างมากต่อเศรษฐศาสตร์การกลั่น

เชื้อเพลิงและพลังงาน

62%

การบำรุงรักษาและการถอดรหัส

15%

แรงงานและการปฏิบัติการ

10%

ตัวเร่งปฏิกิริยาและเคมีภัณฑ์

อื่นๆ

กลุ่มผลิตภัณฑ์ตามหน่วยประมวลผล

ชื่อสินค้า	หน่วยการสมัคร	ฟังก์ชั่นหลัก
เครื่องทำความร้อนแบบยิงสำหรับ CDU และ VDU	หน่วยกลั่นน้ำมันดิบ	การทำความร้อนน้ำมันดิบจนถึงอุณหภูมิการกลั่นเพื่อการแยกส่วนประกอบ
เครื่องทำความร้อนแบบยิงด้วย Hydrocracking	หน่วยไฮโดรแคร็กกิ้ง	ให้แหล่งความร้อนที่อุณหภูมิสูงสำหรับปฏิกิริยาไฮโดรแคร็กกิ้งของน้ำมันหนัก
เครื่องทำความร้อน Hydrocracking สารตกค้าง	หน่วยกระบวนการไฮโดรโพรเซสซิ่งตกค้าง	แปรรูปกากโลหะที่มีกำมะถันสูงเพื่อเพิ่มผลผลิตน้ำมันเบา
นักปฏิรูปการสร้างไฮโดรเจน	การผลิตไฮโดรเจน Unit	ให้ความร้อนระดับ 1,000 องศาเซลเซียส สำหรับการปฏิรูปไอน้ำไฮโดรคาร์บอน
เครื่องทำความร้อนแบบยิงการปฏิรูปสี่ในหนึ่งเดียว	หน่วยปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา	บูรณาการการให้ความร้อนด้วยปฏิกิริยาหลายรอบเพื่อปรับปรุงความกะทัดรัดของหน่วย
เครื่องทำความร้อนโค้กล่าช้า	หน่วยโค้กล่าช้า	การทำความร้อนสารตกค้างหนักจนถึงอุณหภูมิการแตกร้าวเพื่อการผลิตปิโตรเลียมโค้ก
เครื่องทำความร้อนแบบยิงด้วยดีเซลไฮโดรทรีตติ้ง	หน่วยบำบัดน้ำเสียดีเซล	การอุ่นวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับปฏิกิริยาไฮโดรเดสซัลเฟอร์ไรเซชันและปฏิกิริยาดีไนตริฟิเคชัน
เตาเผาซัลเฟอร์	หน่วยกู้คืนซัลเฟอร์	การเผาก๊าซนอกที่มีกำมะถันเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม

โค้ก: ภัยคุกคามหลักต่อการดำเนินงานระยะยาว

ถ่านโค้กมีสาเหตุหลักมาจากอุณหภูมิฟิล์มผนังท่อที่มากเกินไป ความเร็วของของไหลต่ำ และระยะเวลาการคงอยู่ภายในคอยล์แผ่รังสีที่ยืดออกไป สำหรับอุณหภูมิฟิล์มที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 20 ถึง 25 องศาฟาเรนไฮต์ อัตราถ่านโค้กจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการควบคุมอุณหภูมิของฟิล์มจึงมีความสำคัญมากกว่าอุณหภูมิโดยรวมโดยเฉลี่ย

ตัวคูณอัตราการโค้กสัมพัทธ์เมื่ออุณหภูมิฟิล์มสูงขึ้นเหนือจุดออกแบบ

การป้องกันรวมถึงการเพิ่มความเร็วมวลเพื่อลดอุณหภูมิฟิล์ม การฉีดไอน้ำเพื่อลดอัตราการโค้กลงประมาณ 16 เปอร์เซ็นต์ และการนำการจัดเตรียมหัวเผาหลายหัวที่ใช้เปลวไฟขนาดเล็กมาใช้เพื่อทำให้ฟลักซ์ความร้อนทั่วพื้นผิวท่อปฏิกิริยาเรียบขึ้น

วัสดุและชิ้นส่วนเตาหลอมที่กำหนดอายุการใช้งาน

Radiant Coil และท่อปฏิกิริยา

เกรดท่อเตาหล่อแบบแรงเหวี่ยงซีรีส์ HP เช่น HP-50 และ HP-Plus ยังคงความเสถียรเหนือ 950 องศาเซลเซียส ให้ความต้านทานการคืบคลานที่อุณหภูมิสูงและป้องกันการเกิดคาร์บูไรเซชันสำหรับทั้งคอยล์เรเดียนและท่อปฏิกิริยา

ครีบส่วนการพาความร้อน

ท่อพาความร้อนแบบครีบปรับสมดุลความต้านทานความร้อนกับการกัดกร่อนของก๊าซไอเสีย ช่วยให้นำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดวงจรการทำงานทั้งหมด

ท่อร่วม ตัวสะสม และแผ่นท่อ

ท่อร่วม ตัวรวบรวม และแผ่นท่อสร้างเครือข่ายการเชื่อมต่อระหว่างขดลวดผ่าน กระจายการไหลอย่างสม่ำเสมอ และป้องกันความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่ที่ข้อต่อแต่ละส่วนของเตาเผา

ซับทนไฟแบบโมดูลาร์

โมดูลไฟเบอร์ทนไฟน้ำหนักเบามาแทนที่การบุด้วยอิฐแบบเดิม โดยให้ฉนวนที่เหนือกว่าและการติดตั้งที่รวดเร็วขึ้นในระหว่างการดำเนินการซ่อมแซม

การควบคุมการเผาไหม้และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

อัตราส่วนอากาศส่วนเกินที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 1 เปอร์เซ็นต์จะทำให้การใช้เชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นประมาณ 0.5 เปอร์เซ็นต์ โดยมีการปล่อย NOx และ CO2 เพิ่มขึ้นตามลำดับ การตรวจสอบปริมาณออกซิเจนในก๊าซไอเสียและอุณหภูมิผนังท่ออย่างแม่นยำ ช่วยให้เครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงบรรลุเป้าหมายทั้งประสิทธิภาพการเผาไหม้และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในเวลาเดียวกัน หัวเผาที่มี NOx ต่ำซึ่งใช้การเผาไหม้ตามขั้นตอนและการหมุนเวียนก๊าซไอเสียสามารถกักเก็บการปล่อย NOx ได้ต่ำกว่า 30 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เมตรปกติ

ระยะเริ่มต้นและปิดเครื่องมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยสูงสุดในการดำเนินงานโรงกลั่น การตรวจจับเปลวไฟที่เชื่อถือได้ การปิดเชื้อเพลิงอัตโนมัติ และระบบเชื่อมต่อการระบายอากาศเป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับงานวิศวกรรมสำหรับโครงการเครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิง และตรรกะด้านความปลอดภัยแบบเดียวกันนี้ใช้กับเครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงสำหรับบริการในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เช่น เตาแคร็กเอทิลีนหรือ EPC สำหรับขอบเขตเตาแคร็กเอทิลีน

คำถามที่พบบ่อย

ไตรมาสที่ 1 เครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงจากโรงกลั่นสามารถบรรลุประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้เท่าใด

โดยทั่วไปยูนิตสมัยใหม่จะมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนถึง 85 ถึง 92 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่มีการแผ่รังสีจะถ่ายเทความร้อนผ่านการแผ่รังสีและการพาความร้อน ในขณะที่ส่วนการพาความร้อนจะดึงความร้อนที่ตกค้างกลับคืนมาด้วยท่อแบบครีบ การรักษาอัตราส่วนอากาศส่วนเกินที่เหมาะสมและการทำความสะอาดคราบพาความร้อนเป็นประจำ จะรักษาประสิทธิภาพไว้ใกล้กับจุดสูงสุดของช่วงดังกล่าว

ไตรมาสที่ 2 การกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนหลักที่ใช้ในโรงกลั่นมีอะไรบ้าง

ภายใต้ API 560 การกำหนดค่าทั่วไปประกอบด้วยเครื่องทำความร้อนทรงกระบอกแนวตั้ง เครื่องทำความร้อนคอยล์แนวนอนในห้องโดยสาร เครื่องทำความร้อนกล่องพร้อมท่อแนวตั้ง และเครื่องทำความร้อนคอยล์เกลียว การคัดเลือกขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของกระบวนการ พื้นที่แปลง และงบประมาณการลงทุน

ไตรมาสที่ 3 ความยาวรอบการทำงานโดยทั่วไประหว่างเหตุการณ์ถอดรหัสคือเท่าใด

เครื่องทำความร้อนแบบถ่านโค้กที่ล่าช้ามักได้รับการถอดรหัสแบบออนไลน์ทุกๆ 3 ถึง 6 เดือน โดยมีการถอดรหัสแบบไอน้ำและอากาศทุกๆ 12 เดือนโดยประมาณ เครื่องทำความร้อนในการกลั่นน้ำมันดิบสามารถทำงานได้ 3 ถึง 5 ปีระหว่างการแยกส่วนหลักๆ ขึ้นอยู่กับคุณภาพของวัตถุดิบตั้งต้นและการควบคุมการเผา

ไตรมาสที่ 4 การเปรอะเปื้อนในส่วนการพาความร้อนส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อนอย่างไร

การเปรอะเปื้อนทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อน ลดประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน เพิ่มอุณหภูมิของปล่องไฟ และเพิ่มการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง การทำความสะอาดเป็นประจำด้วยเครื่องเป่าลมเขม่าไอน้ำถือเป็นสิ่งสำคัญ และต้องรับประกันความแห้งของไอน้ำเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากการกัดเซาะภายในแผงพาความร้อน

คำถามที่ 5 ข้อดีของการทำสัญญา EPC สำหรับโครงการเครื่องทำความร้อนแบบใช้เชื้อเพลิงคืออะไร?

การทำสัญญา EPC ทำให้การออกแบบ การจัดซื้อ และการก่อสร้างอยู่ภายใต้หน่วยงานที่รับผิดชอบเพียงแห่งเดียว ลดระยะเวลาลง และลดต้นทุนการจัดการอินเทอร์เฟซ เมื่อเทียบกับการแบ่งขอบเขตระหว่างผู้รับเหมาที่แยกกัน

คำแนะนำการเลือกตามประเภทโครงการ

โครงการโรงกลั่นใหม่

จัดลำดับความสำคัญของการกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนอัตโนมัติประสิทธิภาพสูงเพื่อควบคุมต้นทุนการดำเนินงานในระยะยาว ใช้ท่อหล่อโลหะผสมอุณหภูมิสูงแบบหมุนเหวี่ยงในคอยล์เรเดียน ท่อครีบที่ทนต่อการกัดกร่อนในส่วนการพาความร้อน และซับในไฟเบอร์แบบโมดูลาร์ทนไฟ

โครงการปรับปรุง

มุ่งเน้นไปที่ศักยภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงานและแนวทางการปฏิบัติตามข้อกำหนดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก สร้างระบบตรวจสอบอุณหภูมิผนังท่อเต็มรูปแบบ กำหนดเวลาการปรับแต่งการเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ตามปกติ และกำหนดเวลาถอดรหัสโดยอาศัยข้อมูลเพื่อขยายวงจรการทำงาน

ส่งข้อเสนอแนะ

เครื่องทำความร้อนแบบยิงสำหรับโรงกลั่นน้ำมันคืออะไร?