催化裂化装置余热锅炉的节能技术改造

催化裂化装置在炼油厂是主要的工艺装置, 它的消耗影响了全厂的能耗水平。余热锅炉是一种能够产生蒸汽、回收再生烟气余热的设备, 它主要利用装置内的再生烟气进行物理集热, 然后将燃烧部分的瓦斯气进行补充, 从而产生能够使用的中压蒸汽, 它的受热面主要是省煤器、蒸发段、对流过热器以及辐射过热器构成的。由于近几年能源价格不断上涨, 所以余热锅炉实现节能效果变得越来越重要。

1 运行中出现的问题

1.1 省煤器泄漏长期停用

除氧水与蒸汽换热器之间的管壳程压差比较大, 换热器在运行上的不足会因为内漏问题出现长期的停用现象, 没有足够的过热能力导致面式减温器的设置没有发挥一定的作用。除氧水的温度在省煤器上远远低于设计的数值, 所以省煤器在炉管上的低温状况就会出现严重的腐蚀现象, 运行时间不足就长期停用。这种运行周期短、锅炉低温露点严重腐蚀、不足的过热能力现象、积灰现象等会影响余热锅炉的正常运行。

1.2 过热器的设计达不到要求

过热器与蒸发段之间的隔离效果比较差, 部分烟气在走短路的情况下出现不足的过热能力与过大的蒸发能力。锅筒的效果也比较差, 它在支座处的炉墙比较薄;炉顶的强度比较低, 如果在高温烟气的冲击下会容易出现脱落的现象, 炉顶如果严重过热甚至开裂、煤气外漏, 影响仪表的正常运行。

1.3 工艺条件不稳定

在正常条件下如果系统的操作比较稳定, 锅炉的温度、烟气的流量、装置催化剂的原料以及烟气中的催化剂都能保持稳定状态。但在再生器稀相尾燃, 烟气在余热锅炉中的温度就会增加, 如果要减少尾燃温度就会下降, 在这种状态下再生温度也会很快上升, 烟气进行烟囱后使余热锅炉的烟气量大大减少, 从而使管束产生泄露的现象。如果在管束发生泄漏情况下停止锅炉的运行, 温度和压力下降, 就会使泄露面与泄漏量不断加大。为了保持余热锅炉能够平稳运行就要在工艺上进行平稳的操作, 在日常运行中加强维护与管理, 从而保证余热锅炉能够在正常的工况下进行。

2 余热锅炉的技术改造

2.1 省煤器的结构改造

传统的省煤气结构是鳍片式撑架与管束焊接在一起的方式, 由于管束在受热膨胀后会发生整体伸缩的现象, 各个部分的热应力都有所不同。而鳍片在焊接后会出现鳍片与管束在焊道之间出现开裂现象, 很难消除焊接应力, 造成省煤器的管束发生泄漏。在这种情况下就应将焊接方式改为圆形的固定撑架型, 去掉省煤器与管束之间的鳍片, 它主要的特点是省煤器管束在受热膨胀后会在撑架内实现自由伸缩, 从而解决了传统省煤器的伸缩问题。由于省煤器在外供水部分上常常会出现调节阀的安装位置不对, 在运行上出现超压现象。为了改变这一现象, 可以在传统的省煤器出口改为入口端, 这样去取热器汽包用水的省煤器压力就能在入口端进行调节。为了能够更方便的维护和操作, 去外取热器上的水阀组也可以改到地面。省煤器这样都能在两个部分正常的压力下工作, 从而保证了省煤器的安全运行。

2.2 过热器进行改造

传统的锅炉在运行过程中会出现过热能力不足的现象, 为了使过热能力增大、全部的中压饱和蒸汽都能过热、满足对中压蒸汽品质的要求就要对过热器的结构进行改造。在过热器上适当将烟气的流速提高, 使烟气的自清灰能力增高;还要将不同气压的调节阀进行更换, 为了使蒸汽流速能够减少、蒸汽压能够降低, 就要将换热管与材质改为相应的标准;然后还要将过热器的面积进行增加, 在同样的空间内利用小R蛇形管结构增加过热器的管排数, 从而保证热蒸汽的出口温度能够增高;为了保证吹灰效果和提高烟气的流速, 利用激波吹灰器在低温过热器与高温过热器的两侧进行布置减少烟气的流通面积。

2.3 完善控制仪表与除灰设施

如果液面的指示仪失灵, 就会出现汽包干锅、蒸汽带水的现象, 所以最好选用上锅筒液面指示仪, 它是由多个测点集合起来, 改变了传统指示仪容易汽化、测量值出现漂移的情况, 使液面的测量值更准确、发生的故障也越来越低。由于余热锅炉烟气中的粉尘比较大, 长期运行受热面就会产生大量的积灰现象, 所以就要设置一定的除灰系统进行定期除灰。一种是在省煤器中间安装自动除灰器, 防止省煤器与管束之间出现积灰现象, 另一种是在流段管束的底部设置除灰器, 以防止催化粉尘沉积到流段底部和省煤器底部。

3 结语

中国石化海南炼油化工有限公司对上述的问题和对策进行探讨, 这些可行的改造方案在节能技术发挥了重要的作用。余热锅炉在排烟温度降低、回收烟气的热量大量增加, 为每年节约的标准燃料油与产生的经济效益提升了一大步。而且消除了省煤器在低温露点腐蚀上的隐患、延长了省煤器的使用寿命, 使催化裂化装置实现了长期运行的效果。

摘要：为了促进催化裂化装置余热锅炉能够实现较长的周期运转, 改变锅炉在底部出现露点腐蚀问题、过热能力不足、积灰问题以及较高的排烟温度, 中国石化海南炼油化工有限公司针对催化裂化装置余热锅炉在运行过程中出现的问题, 并找出相应的技术措施进行节能改造。从而使锅炉在燃料气的节约与减温器的节约上产生更大的经济效益。

关键词：催化裂化,余热锅炉,节能技术

参考文献

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