水力除焦系统的技术改进

1、水力除焦系统的技术改进摘要:中国石油化工股份有限公司济南分公司不断利用新技术对延迟焦化装置水力除焦系统进行改进，其中包括采用DCS控制系统、在DCS上采用故障快速检测系统、在电动绞车上采用带自动平衡电阻单元变频技术、采用钻具位移数字模拟显示系统、采用全自动切焦器以及应用无密封保温自吸泵等等。这些改进措施的实施加强了水力除焦系统的过程控制，保证了装置的安、稳、优、长运行。关键词:延迟焦化装置 水力除焦 新技术 应用延迟焦化装置采用周期性除焦的生产方式，生焦周期一般为24h，期间有换塔、小吹气、大吹气、小给水、大给水、放水、除焦、除焦塔试压、瓦斯预热、瓦斯循环等工序，每道工序的时间性都特别强。其中

2、水力除焦系统由于涉及特种设备多、使用过程中故障率高（据统计水力除焦系统设备故障率约占整个延迟焦化装置设备故障率的70以上）以及维修维护工作量大，其运行状况直接影响到延迟焦化装置的长周期安全运行。中国石化股份公司济南分公司500kt/a延迟焦化装置于2002年11月建成投产，该装置采用单井架水力除焦，两套水力除焦设备共用一套水力除焦程序控制系统。在装置的建设和运行过程中，不断应用新技术对设备进行选型、对工艺流程进行改进、对操作进行过程控制，从而使延迟焦化装置自开工至今，水力除焦系统基本上实现了优质运行，达到了国内先进水平。1 水力除焦系统的技术改进1.1 工艺流程及操作上的改进切焦水质的状况直接

3、影响到除焦设备能否安、稳、优、长运行。初始设计时，该装置三位阀回流切焦水至切焦水罐底部，考虑到三位阀在回流位置时，这部分回流水极易搅起切焦水罐底部的焦粉，使大量焦粉进入切焦水管线，由于切焦水压力高达20MPa以上，这些焦粉极易造成设备及管线的冲刷腐蚀，另外这些焦粉还易造成以下设备故障：（1）高压水泵入口过滤器堵塞，高压水泵入口压力低，高压水泵无法启动。（2）三位阀回流部分孔板堵塞，高压水泵启动时发生气蚀现象，造成高压水泵无法工作。（3）三位阀部分预冲孔板堵塞，高压水管线预冲压力低，预冲压力开关不动作，三位阀无法实现由预冲到全开的切换。（4）切焦器两位四通阀切换不灵，无法实现切焦器钻孔、切焦自动

4、切换。（5）切焦器阀芯不到位，高压水压力低，流量大，无法除焦。为此，将三位阀回流水由切焦水罐底部改至一级沉淀池。另外从利于切焦水中焦粉逐级沉淀、减少焦粉的逐级携带方面考虑，要求贮焦池、一级沉淀池、二级沉淀池、吸水池和切焦水罐保持较高水位。以上措施使切焦水水质较为干净，有效地保证了水力除焦系统的安、稳、优、长运行。1.2 采用DCS控制系统济南分公司延迟焦化装置水力除焦系统采用的是日本恒河公司开放型智能自动化控制系统，配置了济南分公司仪表车间自行开发的软件。该系统为国内首套延迟焦化装置水力除焦DCS控制系统，集中处理过程数据，完成数据收集、信息处理、过程控制、安全报警等控制功能。水力除焦系统的主

5、要参数都通过I/O（输入输出）进入DCS进行调节、记录、显示、报警等操作，水力除焦系统的运行状态均在DCS上显示。对于影响正常操作的参数和联锁保护，在DCS设报警检测。以上功能使自动化仪表系统的可靠性得到极大的提高，实现了系统资源的集中管理，方便并丰富了人机互动，实际应用效果很好。1.3 在DCS上采用故障快速检测系统本装置的程控系统在国内水力除焦DCS系统中首次配备了顺序故障显示记录仪，可对系统中的联锁故障点进行监视。其采用的RSS-01具有1毫秒的时间分辨率，可连续监视32路开关量信号，自动依次准确记录全部输入信号发生跳变的时间、相对顺序及开关状态，从而使维护人员和操作人员能够迅速准确地了

6、解事故经过，判断故障原因，为故障的及时排除赢得时间。1.4 电动绞车采用带自动平衡电阻单元的变频技术，实现无故障无级变速功能将变频技术应用到水力除焦控制系统中的电动绞车中，完全摆脱了机械换档变速频繁不变、变速故障率高的缺点。在电动绞车的使用过程中，由于变频调速及钻机升降切换频繁，变频器经常出现跳闸停电现象，严重影响了除焦的安全操作，为此，在国内焦化延迟装置电动绞车变频调速系统中首次应用了自动平衡电阻单元，使变频器的可靠性明显提高，自使用至今，再未发生过变频器跳闸问题。以上技术的应用减轻了操作人员的劳动强度，大大节省了除焦时间和高压水泵的电耗。1.5 采用钻具位移数字模拟显示系统在水力除焦系统配

7、备了钻具位移数字模拟显示系统，实现了塔顶操作柜及DCS画面上的仪表显示，操作人员可随时准确地观察到钻具在塔内的位置，准确地进行除焦操作，同时可通过该显示系统判断焦炭采样、焦炭塔吹管试压时间，方便了操作。1.6 采用全自动切焦器采用新型全自动切换切焦器，通过除焦控制阀控制水压的变化，实现了钻具不用出塔，切焦器即可自动完成钻孔和切焦状态的相互切换。全自动切焦器的应用，降低了操作人员的劳动强度，节省了除焦时间和高压水泵的电耗。此外，在除焦过程中如发生卡钻故障，可通过全自动切焦器钻孔及切焦状态的互相转换，排除故障，提高了除焦操作的安全性。1.7 应用无密封保温自吸泵国内延迟焦化装置切焦水提升泵一般采用

8、螺杆泵或离心泵，由于切焦水中含有焦粉，介质工况恶劣，密封泄漏较频繁，维修维护工作量大，维护成本高。因此，本装置在国内首次采用了无密封保温自吸泵作为切焦水提升泵，由于该泵无机械密封，彻底避免了密封泄漏情况的发生，使用两年来，该泵从未进行过维修，使用状况良好。1.8 改进风动马达的润滑方式为延长风动马达的使用寿命，在延迟焦化装置的设计过程中，对风动马达进行了风线加油雾器的动改。但开工后，风动马达频繁出现故障，更换频繁。将马达拆开进行检查，发现其存在以下问题：（1）马达叶片遇油分，致使使用过程中叶片强度不足出现断裂。（2）行星减速器轴承处润滑脂渗透困难，出现抱死现象。（3）部分叶片与转子摩擦处有发黑

9、现象，油雾器上油不足。（4）润滑油堵住消音器通道，马达过风不足。为此实施了以下改进：（1）选用耐油合格叶片。（2）减速器由润滑脂润滑改为润滑油润滑。（3）保证油雾器上油良好，规定油雾器上油量不少于60滴/min。（4）消音器由一体式不可拆分结构改为可拆分结构，发现马达转速下降，及时拆下并清洁消音器。以上措施的实施，大大延长了风动马达的使用寿命，风动马达的更换周期由最初的每月更换两次延长为接近八个月更换一次。1.9 改进行车抓斗，减少行车故障率由于行车的介质为焦粉，且水质复杂，抓斗在使用过程中经常出现轴承损坏现象，为此与维修单位联系，将抓斗中的轴承由普通轴承改为密封轴承，避免轴承因润滑不良而出现

10、损坏。另外针对钢丝绳脱槽、钢丝绳断裂频繁发生的实际情况，一方面对抓斗滑轮部位加装钢丝绳防脱板，另一方面改进钢丝绳规格，提高了钢丝绳的机械性能，以上措施使钢丝绳脱槽间隔由每周3次延长到每月一次左右，钢丝绳断裂时间由每周一次延长为每月两次左右。1.10 改进风动扳手选型及使用，延长塔盖螺栓、钢圈垫、风动扳手使用寿命风动扳手、焦炭塔钢圈垫、螺栓为延迟焦化装置的易损部件，一般情况下，风动扳手每年约损耗30把，焦炭塔顶、底盖钢圈垫的损耗每年各约4个，螺栓约每年更换一次。根据使用过程中螺栓损坏严重、钢圈垫更换频繁的实际情况，重新选用合适扭矩的风动扳手，改变以往硬上、盲上螺栓的习惯，在螺栓上涂抹高温防烧剂，在拆卸螺栓过程中，要求用均力、用好力，减少了风动扳手及螺栓的