制氣17轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐出口工藝氣異常溫升問題的探討與解決

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐出口工藝氣異常溫升問題的探討與解決李智軍、李立寶、李熾海、李學武新疆區(qū)·塔里木油田公司塔西南石化廠摘要:澤普石化廠廢熱鍋爐受二段爐催化劑灰塵及耐溫材料中SiO2影響而結(jié)垢,熱效率下降,出口工藝氣溫度超高,中變催化劑床層溫度升高。本文通過設(shè)備分析及現(xiàn)場論證后,進行工藝操作調(diào)整,達到長周期穩(wěn)產(chǎn)目的。關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐;內(nèi)外管結(jié)垢;中變超溫;控制措施1問題引出2008年4月合成氨裝置大修開車正常后,廢熱鍋爐工藝氣出口溫度(TIC66001在入口溫度(TI66011變化不大的情況下,每天以平均1℃的速度上升,鍋爐出口溫度調(diào)節(jié)閥(鍋爐中心閥逐漸關(guān)閉,鍋爐出口溫度從正常的350℃上升至395℃,最高時達415℃(見圖1,嚴重威脅后續(xù)設(shè)備的安全,提高了中變爐床層的反應溫度,噴蒸汽降溫降低了中變催化劑的活性。針對這一問題,分析能夠引起廢熱鍋爐工藝氣出口異常溫升的主要原因:內(nèi)管壁結(jié)垢和外管壁結(jié)垢。圖12008年10~11月二段爐出口、廢熱鍋爐出口、中變爐床層溫度變化圖2分析論證過程通過分析查閱歷年水質(zhì)數(shù)據(jù)并比較和2009年3月檢修時對廢熱鍋爐檢查,否定了外管壁結(jié)垢的可能,確定為內(nèi)管壁結(jié)垢。2.1水質(zhì)分析及2009年3月檢修分析否定了廢熱鍋爐外管壁結(jié)垢轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐的換熱結(jié)構(gòu)是殼程走水,管程走工藝氣,若水質(zhì)不合格會造成廢熱鍋爐外管壁結(jié)垢,熱效率下降,出口工藝氣溫度上升,嚴重時有爆管的可能。查閱歷年來水質(zhì)分析記錄,進行數(shù)據(jù)分析對比,重點比較了SiO2、pH值、電導率、磷酸根等數(shù)據(jù),爐水中各項工藝指標的最高值均未超過歷年來開車后同期最高值。水質(zhì)指標表明:爐水不會在廢熱鍋爐外管壁結(jié)垢。表12007年脫氧水分析時間2-13-14-15-16-17-18-19-110-1指標平均值pH值9.129.229.279.238.929.979.17電導率μ9.838.9014.914.427.568.62≤159.79總鐵mg/L0.040.020.020.020.02/≤0.10.03溶解氧mg/L2.175.00555≤503.81懸浮物mg/L253.27硬度mmol/L0.010.01含油mg/L0.86脫氧水Cl-mg/L0.920.710.710.710.710.65表22008年脫氧水分析時間1-12-13-14-15-16-17-18-19-110-111-1平均值pH值9.248.679.608.788.429.169.258.589.609.16溶解氧μg/L5.005.005.005.005.005.005.00555.005.00硬度mmol/L0.010.010.010.010.010.010.010.010.010.010.01總鐵mg/L0.040.080.110.140.040.020.110.750.590.020.18懸浮物mg/L5.001.001.0036.000.644.503.0083.006.31脫氧含油mg/L0.460.281.590.700.918.081.040.940.261.46圖2廢熱鍋爐殼程未進行化學清洗前狀況2.2設(shè)備檢修驗證2009年3月檢修時對廢熱鍋爐檢查及化學清洗作業(yè),驗證廢熱鍋爐未出現(xiàn)因水質(zhì)原因結(jié)垢,見圖2。2.3二段爐內(nèi)裝填物的影響2008年4月大修中,更換了二段爐催化劑。新催化劑為西南化工研究院的CZ-5:3000kg、CZ-7:9000kg,附有合格證并成分符合設(shè)計要求。按技術(shù)要求裝填完畢后開車前,用空氣壓縮機的空氣進行從上至下的吹塵。表3歷年爐催化劑裝填量對比kg年份下部φ50剛玉球下部φ25剛玉球催化劑保護劑上部φ25φ50剛玉球1998159290003000105420015059219100300015001000200667410929536154059243220081000Φ2091090002000Φ207505002009520120089642400600380圖3二段爐頂部分布器無孔剛玉磚圖4φ50剛玉球基本上都翻到了下層圖5類似水泥的粉塵檢修對頂部分布器剛玉磚修補(主要是中部的無孔磚見圖3。2009年3月裝置停工檢修時,打開二段爐大蓋,發(fā)現(xiàn)裝在最上面的φ50mm剛玉球基本上都翻到了下層,表面上是φ20mm剛玉球(見圖4,且伴有許多類似水泥的粉塵(見圖5。φ20mm剛玉球在二段爐進口旋流(見圖6的作用下產(chǎn)生滾動摩擦生成類似水泥的粉塵,φ20mm剛玉球的外形直徑變小(見圖7。2009年3月停工時卸出來的φ20mm耐火球,抽6個進行了測量,直徑分別為17.4、16.8、17.76、17.86、18.44、17.44mm,平均為17.62mm。圖6二段爐進口旋流圖7外形直徑變小表4%分析項目CZ-5φ20耐火球粉末Al2O369.3395.2283.47NiO4.000.1615.30SiO20.171.940.18附著垢表面附著垢刮痕圖72.4內(nèi)管壁結(jié)垢的論證及成分的定性新?lián)Q的催化劑、部分鋼玉磚均有合格證,SiO2含量≤0.2%,且為確認合格將部分二段爐裝填物送檢驗證。12008年12月將二段爐催化劑CZ-5、CZ-7及耐火磚送洛陽耐火材料研究院(國家耐火材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗,分析數(shù)據(jù)如下:CZ-5中SiO2含量為0.34%,CZ-7中SiO2含量為0.14%,耐火磚中SiO2含量為0.51%22009年5月將二段爐催化劑CZ-5、φ20耐火球及粉末送川化股份公司檢驗,分析數(shù)據(jù)如表4。32009年8月將二段爐催化劑CZ-5、φ20、φ25耐火球送洛陽耐火材料研究院檢驗,分析數(shù)據(jù)如下:CZ-5中SiO2含量為0.18%,φ20耐火球中SiO2含量為0.20%,φ25耐火球中SiO2含量為0.12%(說明:2009年5月、8月送檢的φ20耐火球都為3月份停工卸出來的。查看分析數(shù)據(jù),三次分析均有偏差,但粉末分析SiO2含量0.18%,證明沒有問題,排除了催化劑及鋼玉磚影響造成廢熱鍋爐內(nèi)管壁SiO2結(jié)垢的說法。在2009年3月檢修時查看廢熱鍋爐內(nèi)管壁結(jié)垢情況時發(fā)現(xiàn),結(jié)垢物外觀不是凝結(jié)垢,而是附著垢,比較松軟,用硬物輕松能夠去除(見圖7。通過論證排除了催化劑及鋼玉磚SiO2超指標影響造成廢熱鍋爐內(nèi)管壁結(jié)垢的說法,認為轉(zhuǎn)化廢熱鍋爐出口工藝氣異常溫升的主要原因為二段爐催化劑和耐火球裝填量和高度造成的。由耐火球及催化劑灰在廢熱鍋爐內(nèi)管壁上形成的垢物表明:垢物較松散,氣流波動易脫落。當轉(zhuǎn)化工藝系統(tǒng)產(chǎn)生較大物流波動時,廢熱鍋爐出口工藝氣溫度會有一定程度下降,這一現(xiàn)象從另一方面也證明廢熱鍋爐內(nèi)管壁結(jié)垢分析的正確。得到了正確的判斷后,就容易找出異常的規(guī)律。在催化劑的裝填過程中