完善冷除焦系统设备设施消除装置隐患增收创效

2014-12-26张国祥杨和平

科技视界 2014年29期

张国祥盛健杨和平

（乌鲁木齐石化公司炼油厂，新疆乌鲁木齐830019）

0 简述

我车间60万吨/年延迟焦化装置，于2000年设计2004年建成，冷除焦水系统采用敞开式排放，2012针对焦炭塔顶底盖进行改造采用了自动化顶底盖机系统。120万吨/年延迟焦化装置于2010年3月由北京设计院（SEI）设计，2011年9月建成，2011年10月试车成功。装置公称规模120万吨/年，设计生焦周期为24小时，操作弹性为60%～120%，冷除焦水利系统采用密闭式和敞开式两种方式复合。装置正常生产期间均采用密闭方式冷焦，密闭方式可以有效的降低冷焦水水量蒸发所带来的生产能耗，同时可对冷除焦水中的油组份进行回收回炼产生经济效益，再者降低了冷焦水对周边环境及人员的影响。然而装置冷除焦系统设备故频发对装置长周期平稳安全运行造成了一定的困扰。为了有效降低冷除焦水利系统设备故障率剔除生产难题，我们针对冷除焦水利系统中存在的问题，提出了行之有效的解决方案，并加以实施保障了装置长周期平稳生产。

1 问题查摆

我车间水利除焦系统设备故障突出点分布

1）冷焦放水线堵塞，导致放水操作无法实施密闭排放影响环境增加能耗。

2）焦炭塔底盖机改造后，底盖机辅助蒸汽在冬季冷凝结冰严重造成安全隐患。

2 调查分析及处理措施

2.1 冷焦放水线堵塞，导致放水操作无法实施密闭排放影响环境增加能耗

120万吨年延迟焦化装置于2012年底冷焦放水去D-402线管路发生焦粉堵塞，致使冷焦水密闭排放流程卡死失效，无法实现冷焦水的密闭排放。冷焦水改敞开式排放后冷焦水的蒸发量在一定程度上导致了冷除焦水的用量增大，每天均需要对冷焦水进行补充，根据计量统计补水量均在100t/d左右。其次冷焦水中含有一定的量的硫化物以及废油和苯类致癌物，敞开排放后严重污染周边空气，不仅对人体健康产生危害，同时也严重污染周边环境。导致管线堵塞原因主要是放水过程本质上是一个重力势能转化为动能的过程，在放水后期塔内介质势能减小，其所转化能够推动冷焦水排除的动能便会随之减小，进而冷焦水流速降低，再者综合管路对流体产生的阻力，最终导致冷焦水中的焦粉逐次沉积粘附在管壁上最终导致管路发生堵塞。

表1 焦池内水分分析结果mg/L

2.2 管线堵塞处理措施及能效核算

图1 120万吨/年延迟焦化装置冷焦水流程示意简图

针对冷焦放水线管线堵塞问题我们对原有的密闭放水线C-101/AB至D-402段进行了改造。将原来的管段连接形式由焊接改为了法兰连接，这样做即将整条管线分割成了多段。未改造之前管线作为整体，管线一旦堵塞清理工作工期长难度大，经过改造后的管线即便发生堵塞亦便于清理疏通，可有效保障冷焦水的密闭排放。通过此次改造既保障了生产又能使周边环境不至恶化，其次降低生产能耗创造了更多的经济效益。改造工程合计4.4万元，材料费2.8万元，人工费用1.6万元。管线改造后每天的补水量仅为40t/d，与原来相比减少了近60t/d，按照新水3.0元/吨的价格计算，每天可节省180元，每年6.6万元，一年内即可收回施工改造的成本，同时每年可节约2.2万吨新水用量，切实做到了节能降耗增收创效的举措。

图2 冷焦放水线加法兰前

图3 冷焦放水线加法兰后

2.3 焦炭塔底盖机辅助蒸汽在冬季冷凝结冰严重造成安全隐患

60万吨/年延迟焦化装置在2012焦炭塔顶底盖进行改造后于2013年开工。但是围绕着底盖机系统辅助蒸汽乏汽肆意无序排放造成的冬季结冰问题一直困扰装置安全生产，同时对人员安全也存在着一定隐患。

图4 60万吨/年延迟焦化装置塔底框架正面图

图5 60万吨/年延迟焦化装置塔底框架侧面图

底盖机蒸汽气路系统分为三路：J3路为八角垫密封蒸汽，J2为阀体吹扫蒸汽，J1为阀座吹扫蒸汽。我们所关注的引起乏汽肆意排放冬季结冰的是J1也就是阀座吹扫蒸汽（同时也是底盖机阀板与阀座间的辅助密封蒸汽）。从设计理论上阀座阀板完全贴合密封时，阀座吹扫蒸汽不存在漏量，但实际上生产中由于阀板阀座的受热存在差异，因此存在一定的形变，继而乏汽泄漏是客观存在的。由于焦炭塔内外存在差压，塔内相对压力高于塔外常压，蒸汽的泄漏量更偏向于塔外，泄漏蒸汽在阀板箱内顺着金属导流管进入塔口除焦护筒之后便排向外界，继而就出现了辅助蒸汽乏汽肆意排放冬季结冰的现象。

图6 底盖机辅助蒸汽分布图

2.4 引流乏汽消除隐患

通过对底盖机辅助蒸汽乏汽泄露的分析我们对焦炭塔底盖机辅助蒸汽系统进行了改造，铺设乏汽引流线。将金属软管下端法兰由原来的与护筒连接改为与引流线连接。经过改造后，原来肆意无序排放的乏汽经过引流线冷凝直接排入焦池，一则彻底解决了乏汽肆意排放造成的焦炭塔塔底平台冬季结冰带来的安全隐患，二则乏汽冷凝后冷凝水进入焦池流进冷焦池，起到了回收效用。