重油催化装置余热锅炉的技术改造

2014-11-14韩金玲张巨伟

当代化工 2014年2期

韩金玲，张巨伟

（辽宁石油化工大学，辽宁抚顺 113001）

中国石油辽河石化分公司催化裂化装置配有两台焚烧式CO余热锅炉，主要利用再生烟气的余热和部分助燃瓦斯，回收高温催化剂再生烟气的热能和化学能，产生中压蒸汽，提供催化裂化装置汽轮机及生产工艺所需，同时外送热水进装置汽包。目前其中一台已投运8年，整体运行情况良好，省煤器已接近设计寿命。

1 改造前存在的问题

1.1 省煤器腐蚀泄露

由于上水温度过低，再生烟气的酸露点温度较高（一般为 130～150 ℃），导致省煤器管壁温度低于酸露点温度，省煤器换热管壁面凝结一层“酸水”，使管子腐蚀穿孔而泄露［1］。

1.2 积灰严重排烟温度高

由于再生烟气夹带着催化剂粉尘，这些微小的催化剂粉尘随着烟气流经受热面管子时，容易静电吸附在受热管子上，催化剂粉尘很容易搭桥，堵塞烟道，给吹灰带来很大困难，导致该余热锅炉在实际运行中，进入省煤器的烟气温度超过450 ℃，远高于设计值（380 ℃）；省煤器烟气进口温度偏高导致有时省煤器里面给水沸腾，以致汽包调节阀（设置在高温省煤器出口）工作不稳定，影响汽包液位控制；余热锅炉受热面积积灰严重后，受热面吸热量大大下降，导致余热锅炉排烟温度偏高，目前锅炉排烟温度约220 ℃［2］

2 改造的目标

优化省煤器给水流程，避免汽包上水调节阀处水沸腾；降低排烟温度至185 ℃，提高CO焚烧余热锅炉效率；确保余热锅炉安全高效运行，同事节约投资成本，降低运行成本。

3 改造方案

3.1 省煤器的改造

拆除原三组省煤器，在原空间布置四组新设计的省煤器

3.2 曾加换热管

为了提高尾部受热面流通截面，降低烟气流动阻力，将原迎风面换热管由目前20根增加至21根，迎风面管间距由100 mm降至98 mm，相应增加尾部受热面换热面积

3.3 优化省煤器上水流程

新设计的四组省煤器分别为高温省煤器（一组），中温省煤器（一组）和低温省煤气（二组）。CO焚烧余热锅炉汽包给水调节阀由原高温省煤器出口移至新增高温省煤器进口；水热媒空预热器加热助燃空气的热水由原低温省煤器出口高温水改为中温省煤器出口高温水。

3.4 吹灰器利旧

原布置在CO焚烧余热锅炉三组省煤器的声波吹灰器移位利旧，新增一组省煤器需增设声波吹灰器［3］。

3.5 钢架结构加固

对原钢架进行适当加固，保证强度。更换高温省煤器烟气入口处已失效变形的不锈钢膨胀波，使设备安全运行［4］。

4 改造后省煤器受热面结构设计说明

为了安装方便，保证设备质量，改造后省煤器仍采用模块化箱体结构。受热面换热管束与集箱的焊接、拍片及水压试验均在制造厂组装完成，运至安装现场吊装就位（支撑在余热锅炉尾部钢结构上）后，只需用烟道将其连接。其中高温省煤器一个模块，中温省煤器一个模块，低温省煤器二个模块，均采用外保温，热壁结构［5］。

由于进省煤器烟气温度最大可达480 ℃，高温省煤器箱体材质由20（Q245R）升至12CrlMoV，翅片管基管为Φ42×4，材质为20G/GB5310，翅片材质为ST12。

中温省煤器箱体材质为Q245R，翅片管基管为Φ42×4，材质为20G/GB5310，翅片材质为ST12。

低温省煤器箱体采用Q235-B制作，翅片管基管为Φ42×4，材质为20G/GB5310，翅片材质为ST12。

5 改造后省煤器性能计算

改造后CO余热锅炉省煤器热力计算［6］汇总见表 1，水热煤空气换热器及给水预热器性能参数见表2。

表1 改造后的CO锅炉省煤器性能参数Table 1 CO boiler economizer’s performance parameters after transformation

表2 改造后水热媒空气换热器（利旧）、给水预热器（利旧）性能参数Table 2 Performance parameters of heat exchanger (using old device) and feedwater preheater (using old device) aftertransformation