某炼厂催化装置余热锅炉系统技改分析

2019-04-15吕大伟

山东化工 2019年5期

吕大伟

(中海油石化工程有限公司，山东青岛 266061)

1 Mt/a重油催化裂化装置承担某炼油厂大部分的汽油和柴油生产任务，是该厂的核心装置。催化裂化装置由反应再生单元、机组单元、余热锅炉单元、产品精制单元和烟气脱硫单元等组成。余热锅炉单元是全厂的热能供给户。炼油厂于2000年建成，曾经经过局部技术改造，锅炉各部分的热量利用和原设计有了一定的区别，导致余热锅炉在实际运行过程中烟气热量利用不够彻底。基于此，针对该装置余热锅炉进行再次改造方案，并分析改造的实施效果。

1 问题及原因分析

1．1 排烟温度偏高

余热锅炉的排烟温度随着开工时间的增加不断升高，从开工初期的200℃左右上升至300℃以上，现在实际测量的温度为295℃，大大超过原来的设计温度180℃。经过研究分析发现余热锅炉排温偏高的主要原因是:

(1)余热锅炉的吹灰器尾部积灰严重，影响内外管的换热效率，排烟温度不断升高。

(2)蒸发段和省煤器换热面积太小，吸收烟气热量不充分，热量严重浪费，影响余热锅炉的高温回收效率。

1．2 过热蒸汽实际出口温度过低

余热锅炉的过热蒸汽出口温度设计温度为335℃，经过一段时间的运行之后，目前只有265℃左右，影响汽轮机做功。

1．3 省煤器出水出现汽化现象

余热锅炉蒸汽出口设计压力3．82 MPa，但实际运行的压力为1．7 MPa，蒸汽饱和温度为208℃，装置产生中压蒸汽的余热锅炉、外取热器和油浆蒸发器均降压运行，虽然高温省煤器出口温度仅为180℃，出口温度低于饱和温度，但由于给水流量调节阀安装在高温段省煤器出口，省煤器经过吹灰后温度升高，水温也跟着升高，经过水调节阀后容易出现汽化现象，给下游的运行设备造成伤害。

2 改造方案

2．1 余热锅炉运行数据

表1是余热锅炉目前实际运行的数据和改造后需要到达的运行数据对比。

表1 余热锅炉运行数据

2．2 改造方案［1］

根据余热锅炉的结构特点以及锅炉运行的再生烟气参数情况，为了达到运行要求的数据，对该单元进行了以下改造:

(1)通过新增一组低温过热器和一台蒸发器，提高自产蒸汽量和过热蒸汽的温度，并充分回收烟气;

(2)增加一个立式小汽包且和原上下汽包相互连通;

(3)增加一开一备两台热水循环泵;

(4)通过改造省煤器以防止省煤器出口给水汽化;

(5)通过增加吹灰器以防止装置长周期运行时催化剂在锅炉炉管和省煤器炉管上积灰，影响导热。

2．3 工艺流程说明

根据改造方案，本次余热锅炉改造工艺流程图如图1所示。

图1 余热锅炉改造工艺流程图

除氧水给水进入锅炉给水预热器管程后进低温省煤器，从低温省煤器出来的热水再经低温省煤器壳程后去高温省煤器，从高温省煤器出来的热水去上汽包和新增立式汽包的连通管。新增立式汽包与上汽包连通，两汽包气相蒸汽经新增低温过热器去原过热段。新增立式汽包设强制循环泵，从立式汽包出来的热水用强制循环泵打到新增增发器后回到汽包，完成循环。

2．4 改造后余热锅炉运行数据

经过改造后余热锅炉的大部分烟气得以回收，提高了过热蒸汽的温度，并降低了排烟温度，提高了蒸汽品质。改造后装置运行平稳，各项指标均到达要求，其运行数据如表2所示。

表2 改造后余热锅炉运行数据

3 节能效益分析

通过对催化裂化装置余热锅炉的改造实施，达到了节能增效的目的，提高了该炼油企业的综合竞争力。节能改造后，余热锅炉的烟气出口温度从原来的295℃降低到现在的184．5℃，相比之前的降低了约100℃，可回收的烟气热量比原来多4456 kW左右，折合标准重油约0．413 t/h，按照装置年运行时间8400 h算，可折合标准重油3469 t。目前重油价格约为2500元/t，折合人民币870万元。

蒸发段的强制循环泵的功率为15 kW，年运行时间按8400 h算，每年运行的耗电量约为12．6万kWh，折合成本为7．6万元。

通过计算，改造后最终可回收的经济效益为每年862．4万元。按照90 t/h的处理量，每年可以节省1．141 kg标准油/t原料。