催化余热锅炉改造与长周期运行.doc

催化余热锅炉改造与长周期运行 摘要：催化裂化装置余热锅炉回收大量高温再生烟气的热能并产生3.9MPa蒸汽。炼油厂对余热锅炉进行了技术改造，改造后发汽量增加，余锅本体的阻力降低，烟机效率提高，节约了装置能耗，达到了改造的目的。 关键词 催化裂化 余热锅炉 过热段 烟机效率 催化裂化装置是扬子石油化工股份公司炼油厂的关键工艺装置，其能耗对全厂能耗影响较大。余热锅炉是催化裂化装置的节能设施，它能回收高温再生烟气的热能并产生蒸汽。余热锅炉排烟温度每降低50℃，可降低装置能耗47MJ/t（以生焦率5%计）。可见其长周期、高效运行十分重要。 炼油厂催化裂化装置设计加工能力0.8Mt/年，采用前置烧焦罐完全再生技术，装置1996年9月建成投产。自投产以来其烟气余热回收部分出现了一系列问题，炉管泄漏及积灰情况严重，余热锅炉效能较低，无法达到设计要求，装置能耗一直居高不下。为了彻底解决这一问题，有效降低能耗，1999年对该锅炉进行了技术改造。改造后，锅炉发汽量由25.7t/h增加到53.8t/h；烟机背压由30KPa降至10KPa，主风机电流也因此由120A降至90A，装置能耗（以单位原料油所消耗的标油计，下同）从84.9kg /t降至66.9kg/t，取得了显著的节能效果及经济效益。 1．余热锅炉概况及工艺流程 1．1 余热锅炉概况 余热锅炉型号为Q108/510-42-3.82/410，是1台利用烟气轮机尾气的中温中压强制循环型锅炉，设计能力为中压过热蒸汽42t/h。总体结构是由过热器、蒸发段和省煤器组成。锅炉受热面分为过热器受热面、蒸发受热面及省煤器受热面。蒸发受热面回收油浆及再生器热量完成蒸发吸热，过热器受热面及省煤器受热面吸收烟气轮机尾气的热量。过热器及省煤器均为对流受热面，采用蛇形管，顺列布置在烟气对流竖井中，烟气横向逆流冲刷受热面。过热器分为两级，在一、二级过热器之间设置了表面式减温器，用来调节过热蒸汽温度。省煤器分为低温级省煤器与高温级省煤器。 1．2工艺流程 1．2．1烟气流程 再生器来的700℃左右高温烟气经烟气管道进入三级旋风分离器脱除少量的催化剂，净化后的烟气送至烟气轮机做功，做功后的510℃烟气由烟机出口进入余热锅炉，经过热器、省煤器换热后，温度降到180℃左右排入烟囱放空。 1.2.2汽水流程 自热力除氧器V-702来的105℃的除氧水一路进入省煤器段与烟气换热后送至外取热器T-103，另一路去油浆蒸汽发生器E-208A/B，此两路循环水换热后皆返回汽包V-701，其上部出来的饱和高压蒸汽去余热锅炉B-701过热器段，通过和高温烟气换热，产生3.8MPa的过热蒸汽并入蒸汽管网。 2．锅炉运行工况 余热锅炉系统随装置建成并投入运行以来,由于自身存在着设计欠缺,一直处于低效运行状态, 1996年～1999年余热锅炉各项主要操作参数说明了这一问题。具体运行工况见表1： 表1 余热锅炉运行工况 项目 设计值 主要操作参数 1996年 1997年 1998年 1999年 烟气流量/ （m3·h-1） 106800 76752 78435 78624 81120 锅炉入口烟气温度/℃ 510 521 519 520 517 排烟温度/℃ 180 251.3 298.4 326.7 341 过热蒸汽温度/℃ 410 394.2 390.9 387.5 385 过热蒸汽流量/（t·h-1） 42 35.7 30.2 26.4 25.7 省煤器上水温度/℃ 105 101 129.7 112.9 99 3.运行中存在的主要问题及原因分析 3.1 省煤器泄漏 运行中由于省煤器区域水的总体流向与烟气流向相反，因此省煤器进水部位是烟气温度最低的部位,在锅炉上水温度为设计值105℃时，省煤器进水部位钢管壁温总在135℃左右，正好处在烟气露点腐蚀的壁温范围（装置核定烟气露点温度为140℃），导致省煤器低温级炉管露点腐蚀严重，炉管频繁泄漏，致使省煤器低温级炉管长期不能投用。 3.2 炉管积灰严重 进入余热锅炉的再生烟气中夹带0.6～1.0g/m3微球硅酸铝催化剂，粒度在4～20μm。这些微小催化剂颗粒被高速的烟气携带冲刷受热面钢管时，会粘附在钢管外壁。由于原设计中没有除尘设施，因此不能及时除去钢管外壁的催化剂，同时由于省煤器炉管泄漏，漏进的水更使得钢管外壁粘附的微小催化剂颗粒越积越厚，甚至结成硬块，无法除去。造成锅炉受热面吸热效率下降，烟气余热回收率降低，导致产汽量低，仅为设计值的61%；排烟温度在330℃以上，大量余热浪费；锅炉本体烟气阻力升高，烟机出口压力升高，一部分压力能损失，烟机机组耗电量增加。 4.技术改造措施 针对该余热锅炉在运行中暴露出的问题，炼油厂决定将该台余热