制气17转化废热锅炉出口工艺气异常温升问题的探讨与解决

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业转化废热锅炉出口工艺气异常温升问题的探讨与解决李智军、李立宝、李炽海、李学武新疆区·塔里木油田公司塔西南石化厂摘要:泽普石化厂废热锅炉受二段炉催化剂灰尘及耐温材料中SiO2影响而结垢,热效率下降,出口工艺气温度超高,中变催化剂床层温度升高。本文通过设备分析及现场论证后,进行工艺操作调整,达到长周期稳产目的。关键词:转化废热锅炉;内外管结垢;中变超温;控制措施1问题引出2008年4月合成氨装置大修开车正常后,废热锅炉工艺气出口温度(TIC66001在入口温度(TI66011变化不大的情况下,每天以平均1℃的速度上升,锅炉出口温度调节阀(锅炉中心阀逐渐关闭,锅炉出口温度从正常的350℃上升至395℃,最高时达415℃(见图1,严重威胁后续设备的安全,提高了中变炉床层的反应温度,喷蒸汽降温降低了中变催化剂的活性。针对这一问题,分析能够引起废热锅炉工艺气出口异常温升的主要原因:内管壁结垢和外管壁结垢。图12008年10~11月二段炉出口、废热锅炉出口、中变炉床层温度变化图2分析论证过程通过分析查阅历年水质数据并比较和2009年3月检修时对废热锅炉检查,否定了外管壁结垢的可能,确定为内管壁结垢。2.1水质分析及2009年3月检修分析否定了废热锅炉外管壁结垢转化废热锅炉的换热结构是壳程走水,管程走工艺气,若水质不合格会造成废热锅炉外管壁结垢,热效率下降,出口工艺气温度上升,严重时有爆管的可能。查阅历年来水质分析记录,进行数据分析对比,重点比较了SiO2、pH值、电导率、磷酸根等数据,炉水中各项工艺指标的最高值均未超过历年来开车后同期最高值。水质指标表明:炉水不会在废热锅炉外管壁结垢。表12007年脱氧水分析时间2-13-14-15-16-17-18-19-110-1指标平均值pH值9.129.229.279.238.929.979.17电导率μ9.838.9014.914.427.568.62≤159.79总铁mg/L0.040.020.020.020.02/≤0.10.03溶解氧mg/L2.175.00555≤503.81悬浮物mg/L253.27硬度mmol/L0.010.01含油mg/L0.86脱氧水Cl-mg/L0.920.710.710.710.710.65表22008年脱氧水分析时间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总铁mg/L0.040.080.110.140.040.020.110.750.590.020.18悬浮物mg/L5.001.001.0036.000.644.503.0083.006.31脱氧含油mg/L0.460.281.590.700.918.081.040.940.261.46图2废热锅炉壳程未进行化学清洗前状况2.2设备检修验证2009年3月检修时对废热锅炉检查及化学清洗作业,验证废热锅炉未出现因水质原因结垢,见图2。2.3二段炉内装填物的影响2008年4月大修中,更换了二段炉催化剂。新催化剂为西南化工研究院的CZ-5:3000kg、CZ-7:9000kg,附有合格证并成分符合设计要求。按技术要求装填完毕后开车前,用空气压缩机的空气进行从上至下的吹尘。表3历年炉催化剂装填量对比kg年份下部φ50刚玉球下部φ25刚玉球催化剂保护剂上部φ25φ50刚玉球1998159290003000105420015059219100300015001000200667410929536154059243220081000Φ2091090002000Φ207505002009520120089642400600380图3二段炉顶部分布器无孔刚玉砖图4φ50刚玉球基本上都翻到了下层图5类似水泥的粉尘检修对顶部分布器刚玉砖修补(主要是中部的无孔砖见图3。2009年3月装置停工检修时,打开二段炉大盖,发现装在最上面的φ50mm刚玉球基本上都翻到了下层,表面上是φ20mm刚玉球(见图4,且伴有许多类似水泥的粉尘(见图5。φ20mm刚玉球在二段炉进口旋流(见图6的作用下产生滚动摩擦生成类似水泥的粉尘,φ20mm刚玉球的外形直径变小(见图7。2009年3月停工时卸出来的φ20mm耐火球,抽6个进行了测量,直径分别为17.4、16.8、17.76、17.86、18.44、17.44mm,平均为17.62mm。图6二段炉进口旋流图7外形直径变小表4%分析项目CZ-5φ20耐火球粉末Al2O369.3395.2283.47NiO4.000.1615.30SiO20.171.940.18附着垢表面附着垢刮痕图72.4内管壁结垢的论证及成分的定性新换的催化剂、部分钢玉砖均有合格证,SiO2含量≤0.2%,且为确认合格将部分二段炉装填物送检验证。12008年12月将二段炉催化剂CZ-5、CZ-7及耐火砖送洛阳耐火材料研究院(国家耐火材料质量监督检验中心检验,分析数据如下:CZ-5中SiO2含量为0.34%,CZ-7中SiO2含量为0.14%,耐火砖中SiO2含量为0.51%22009年5月将二段炉催化剂CZ-5、φ20耐火球及粉末送川化股份公司检验,分析数据如表4。32009年8月将二段炉催化剂CZ-5、φ20、φ25耐火球送洛阳耐火材料研究院检验,分析数据如下:CZ-5中SiO2含量为0.18%,φ20耐火球中SiO2含量为0.20%,φ25耐火球中SiO2含量为0.12%(说明:2009年5月、8月送检的φ20耐火球都为3月份停工卸出来的。查看分析数据,三次分析均有偏差,但粉末分析SiO2含量0.18%,证明没有问题,排除了催化剂及钢玉砖影响造成废热锅炉内管壁SiO2结垢的说法。在2009年3月检修时查看废热锅炉内管壁结垢情况时发现,结垢物外观不是凝结垢,而是附着垢,比较松软,用硬物轻松能够去除(见图7。通过论证排除了催化剂及钢玉砖SiO2超指标影响造成废热锅炉内管壁结垢的说法,认为转化废热锅炉出口工艺气异常温升的主要原因为二段炉催化剂和耐火球装填量和高度造成的。由耐火球及催化剂灰在废热锅炉内管壁上形成的垢物表明:垢物较松散,气流波动易脱落。当转化工艺系统产生较大物流波动时,废热锅炉出口工艺气温度会有一定程度下降,这一现象从另一方面也证明废热锅炉内管壁结垢分析的正确。得到了正确的判断后,就容易找出异常的规律。在催化剂的装填过程中