编者：本文探讨了催化裂化再生烟气CO焚烧炉和余热锅炉在实际运行中，如何提高运行的经济性和安全性的各种方法，并为此类节能装置的“安、稳、长、满、优”运行提出了建议。
CO焚烧炉和余热锅炉装置的原理是：催化裂化装置产生的、含CO的不完全再生烟气，通过补燃瓦斯在焚烧炉内绝热焚烧后产生的高温烟气进入余热锅炉，与余热锅炉的汽、水系统换热生产出中压过热蒸汽。但在实际运行中，由于运行参数和调整操作不合理，也会直接影响其运行的经济性。文章结合实际情况，从热平衡的角度分析了提高经济性的方法，同时也介绍了几种常见的不安全工况，并提出了处理措施，从而保证了CO焚烧炉和余热锅炉的“安、稳、长、满、优”运行，经济效益和社会效益都非常显著。
一、装置简介
我厂动力站的CO焚烧炉和余热锅炉是由洛阳石化工程公司与石家庄炼油厂设计院共同设计并于，2002年建成投产。焚烧炉为圆筒形直立结构，其下部为补燃系统，中下部为催化再生烟气与二次风供给系统。催化烟气进入焚烧炉后与燃烧后的高温烟气充分混合，使催化再生烟气温度达到着火点，在焚烧炉内绝热燃烧。CO焚烧炉的设计参数为：催化再生烟气量(标准状态)140000m3/h，温度450℃，压力500mmH2O，最大补燃燃料气流量(标准状态)3700m3/h。
余热锅炉（Q195/910-60/90-3.82/450）设计进烟气量(标准状态)195000m3/h ，除锅炉本体自产蒸汽60t/h外，还同时过热催化装置取热盘管来的20~30t/h低温中压蒸汽。 余热锅炉的给水在换热后进入一级省煤器段入口集箱，和二级省煤器段加热，直至汽包。汽包有6组下降管和6组上升管，分别与水保护段、1＃蒸发段和2＃蒸发段形成自然循环回路，吸取烟气中的热量产生饱和蒸汽。饱和蒸汽先经过一级过热器加热，然后与炼油装置产生的20~30t/h，310℃蒸汽混合，进入二级过热器。过热器出口蒸汽温度450℃、压力3.82MPa，并入中压蒸汽管网。为防止低温腐蚀，104℃的给水在进省煤器之前，先经水—水换热器将给水温度提高至140℃以上，换热器热源来自一级省煤器出口热水，换热后再进入二级省煤器，最终加热至225℃。蒸汽温度调节方式灵活可靠，锅炉过热蒸汽出口温度既可通过CO焚烧炉出口烟气温度进行粗调，也可通过一、二级过热器之间的蒸汽减温器（喷水减温）进行细调。在正常工况下，外来盘管汽量稳定，基本能保证主蒸汽温度在工艺指标范围内，减温水用量非常小。
二、经济运行分析
同普通锅炉一样，探讨研究余热锅炉如何在运行中提高经济性，对于节能降耗有着重要意义。根据锅炉热平衡原理，由于在此系统中可不考虑固体不完全燃烧热损失，且散热损失变化较小，所以着重从降低排烟热损失和化学不完全燃烧热损失两个方面进行分析。
影响排烟热损失的主要因素是排烟容积和排烟温度，排烟温度每上升10~12℃，排烟热损失增加约1%。因此，除了控制好合理的过剩空气系数，还要尽可能地降低排烟温度。对于此种类型的余热锅炉来讲，非常重要的工作就是保证吹灰器运行可靠。首先，由于余热锅炉的主要燃料来源是催化再生烟气，而烟气中催化剂粉末含量较高，且粘附性强；其次，根据余热锅炉的结构特性，一级过热器段部分采用螺旋翅片管，2＃蒸发段、二级省煤段、一级省煤段全部采用螺旋翅片管，而螺旋翅片管的积灰情况要比光管受热面严重，所以受热面积灰层比普通锅炉要厚得多。
为提高吹灰质量，保证换热效果，我们采用了燃气冲击波吹灰系统，在锅炉本体共设吹灰器62台。实际运行表明，吹灰器运行工况的好坏对锅炉的各项运行参数和锅炉效率影响很大。
在外来蒸汽量和燃料量基本不变的情况下，吹灰器发生故障时，不但由于对流式过热器换热面积灰严重，造成主蒸汽温度无法保证正常运行指标，而且由于排烟温度升高100℃，锅炉效率急剧下降了10%，大大影响了运行的经济性。为降低排烟温度，应注意根据瓦斯组分的变化，及时调整燃料气和空气的配比及充气时间，以形成高强度冲击波，同时也要及时观察排烟温度的变化，调整程控参数，设定对应的吹灰频次和吹灰强度，以保证积灰能最大限度地清除。
催化再生烟气中的CO能否在焚烧炉的混合段迅速焚烧，并在出口达到完全焚烧的状态，其主要影响因素有过剩空气系数、燃料特性、炉膛温度和炉内空气动力工况等。
降低化学不完全燃烧热损失，提高燃烧效率有以下几种途径：
1.根据工况的变化及时调整瓦斯量，需要对焚烧炉内各点的温度进行监控，包括燃烧室温度、燃烧室出口温度、混合段温度、焚烧炉出口温度等。根据CO烟气温度进行操作调整，其设计参数为450℃左右，但在实际运行中催化烟气温度也有较大波动，最高至500℃，最低至380℃，补燃用的瓦斯量也要进行相应调整：同时，烟气中CO的含量也随生产工艺的变化而变化，所以必须相应调整瓦斯量，以保证焚烧炉出口烟气温度达到850℃以上，确保烟气中的CO能完全焚烧。
2.配风要合理。焚烧炉中的配风分为一次风和二次风。一次风是用来在瓦斯燃烧器中的配风，其作用是保证补燃的瓦斯能在燃烧室内充分燃烧；我们将焚烧炉中下部为催化再生烟气的供风系统称为二次风，其主要目的是保证烟气中的CO在焚烧过程中有充足的氧，以确保在高温下完全燃烧。在运行中，要通过总风量的调节，以及一次风和二次风的合理分配来组织合理的炉风空气动力工况和燃烧工况。一次风过小，将造成补燃瓦斯在燃烧过程中产生新的CO，给混合段的催化再生烟气完全燃烧造成困难；一次风过大，将会降低燃烧室温度，CO在低于800℃时完全燃烧是非常困难的，将直接影响进入炉膛的CO烟气起燃和完全燃烧。
3．如何保证一次风、二次风的合理分配，一次风量和二次风量是比较重要的控制参数。我们可以根据补燃瓦斯量及其组分，计算出其燃烧所需的理论空气量：V0=0.0889Cy+0.265Hy+0.0333(Sy+Oy)。然后根据理论空气量进行一次量的调整，从而保证最佳一次风量。值得注意的是，炼厂瓦斯组分和发热量随着生产工艺而变化，也需在一次风的配风上及时调整。二次风量应在一次风调整到位的基础上，再进行调整。除观察烟气氧含量的变化外，还应注意燃烧室出口及炉膛出口温度的变化，如炉膛出口温度达到一定值后开始下降，说明在温度最高点时配风更为合理。同时还要及时进行烟气组分分析，检查燃烧效果。另外，在实际运行中还应注意焚烧炉各看火孔用的冷却风量，应以够用为佳，不宜大开。
4. 炉内空气动力工况除了与炉膛结构、燃烧器型式及布置方式有关外，还与运行工况和操作水平有关。焚烧炉为圆筒形直立结构，其下部燃烧室设置的补燃系统一般采用高强预混燃烧器，中下部的再生烟气经多个径向圆孔切向进入焚烧炉，二次风供给系统是沿烟气喷口周边进风，确保与燃烧室出口的高温烟气充分强烈混合，使再生烟气，在焚烧炉内绝热燃烧。在实际操作中，要根据两台对角切向布置的燃烧器的火焰形状和颜色进行均匀调整，保证燃烧器热负荷尽可能一致，从而保持燃烧室内的高温烟气分布均匀。
5.在炉膛容积一定的情况下，若烟气在炉内停留时间短，可燃气体来不及燃尽便离开了炉膛，从而使化学不完全燃烧热损失增大，所以，应保证烟气在焚烧炉炉膛内停留时间不低于1.6s。实际操作中，在炉膛压力不高于设计值5000Pa的前提下，可适当关小烟道出口挡板，通过调整烟道挡板的开度来降低烟气在焚烧炉内的流速，提高CO焚烧效果。
三、安全运行分析
焚烧炉和余热锅炉的启停与普通锅炉有所不同，不但启动时间和升温时间较长，而且衬里往往由于温度频繁变化而影响使用寿命，下面结合一些实际情况进行分析。
催化再生烟气带油会导致锅炉负荷突增，燃烧不稳，焚烧炉烟气温度波动，烟囱冒黄烟，严重时冒火。如果发现CO气体带油，应立即将放空水封罐放水，开放空蝶阀，将CO烟气放空，并联系催化装置处理，待正常后再重新投入；催化再生烟气带催化剂时，烟囱往往会不正常地连续冒灰烟，同时，过热蒸汽温度下降，排烟温度升高，锅炉负荷下降。若催化剂量不大，可维持短时间的运行，并加强吹灰操作；若烟气中带有大量催化剂时，应立即将CO烟气放空，待正常后重新投入；催化再生烟气不经过烟机直接进焚烧炉，CO烟气温度将升高100～200℃，焚烧炉混燃段及出口烟气温度升高，锅炉蒸发量增加。此时，应减小进焚烧炉瓦斯量，调整燃烧，监视CO烟气温度及燃烧室温度、余锅负荷、余锅入口烟温变化，确保运行工况稳定；催化再生烟气中断时，焚烧炉入口CO烟气压力、炉膛压力、锅炉负荷急剧下降。提高邻炉负荷，维持燃烧段正常燃烧，随时做好投CO烟气准备，及时联系调整中压蒸汽系统压力。放空水封罐放水，开放空蝶阀，保证CO烟气放空畅通；催化再生烟气中不含CO时，焚烧炉出口烟温大幅下降，锅炉负荷下降；当烟气中CO含量大于正常含量时，焚烧炉混合段烟温升高，烟气含氧量下降，锅炉负荷增加。 此时应增加二次风配比，确保CO完全燃烧，当焚烧炉出口烟温超过工艺指标910℃时，应立即切除部分CO烟气；外来盘管汽量的变化不但直接影响余热锅炉的负荷，还影响主蒸汽温度的变化，所以应密切监视盘管蒸汽量的变化，及时调整邻炉负荷和减温水量；开停工时，应保证烟气升温曲线按衬里使用要求进行操作，不能急冷急热，这样将严重影响高温耐火衬里和绝热保温衬里的使用寿命。在投用水封罐操作时，要防止因溢流管堵塞，造成水封水进入炉膛。
在清楚了上述影响焚烧炉和余热锅炉运行经济性的因素之后，我们加强了吹灰器的维护工作，并针对吹灰系统中经常出现问题的导焰管和电动球阀进行了材质升级，减少了故障率，有效地控制了排烟温度。同时，加强对燃烧和配风的调整工作，大大提高了锅炉效率。通过一系列的经济运行措施，全年平均多产蒸汽约5t/h，效益非常可观，并且，针对各种不稳定工况制定了详细的事故预案，提高了处理突发事故的能力。从投产至今已累计安全运行11000多小时，未发生过一次故障停炉，2003年共发蒸汽596568t，回收能量417256GJ。