催化裂化裝置余熱鍋爐漏煙氣的原因分析及處理

催化裂化裝置余熱鍋爐漏煙氣的原因分析及處理

0余熱鍋爐運行工況能耗差異原油擠出裝置是重要的工程裝置，其能耗對整個工廠的能耗有顯著影響。主缸是明顯的節(jié)能裝置。余熱鍋爐的長周期運行,影響著全裝置的能耗及全廠能耗。余熱鍋爐漏煙氣問題嚴(yán)重制約著鍋爐的長周期運行。1剩余爐及其運動1.1蒸發(fā)段汽化回收前郭石化分公司二套催化裂化裝置(二套RFCC裝置)處理能力為80萬t/a,余熱鍋爐1990年建成投產(chǎn),設(shè)計自產(chǎn)中壓蒸汽10.33t/h。同時可過熱同參數(shù)飽和蒸汽28t/h。設(shè)有對流蒸發(fā)段、對流過熱段、輻射過熱段可補燃瓦斯以提高產(chǎn)汽量。同時在蒸發(fā)段后部設(shè)有省煤器,預(yù)熱除氧水。1995年該裝置擴產(chǎn)改造,第一再生器實現(xiàn)貧氧再生。煙氣中含有較多的CO,為回收煙氣中CO的化學(xué)能,增加產(chǎn)汽量并減少CO對大氣的污染,增設(shè)一臺CO焚燒爐及新余熱鍋爐,提高余熱鍋爐的取熱負(fù)荷。煙氣經(jīng)焚燒爐焚燒CO后進(jìn)入新余熱鍋爐產(chǎn)汽再進(jìn)入舊余熱鍋爐進(jìn)一步回收熱量。1.2爐頂保溫與保溫余熱鍋爐的熱源主要來自裝置煙氣。經(jīng)過CO焚燒爐焚燒CO后進(jìn)入余熱鍋爐,煙氣中含有大量的催經(jīng)劑細(xì)粉及CO2和少量CO,余熱鍋爐頂?shù)臒煔鉁囟仍?00-900℃之間。煙氣的漏量會隨著時間而變大,最后漏量太大而不能維持生產(chǎn)。只能停爐搶修,爐頂保溫重新施工。分析爐頂漏煙氣有以下原因。1.2.1爐頂與爐頂接口余熱鍋爐設(shè)計為一、二級過熱器的聯(lián)箱在爐體外部,這樣所有的104根(準(zhǔn)38×4.5)過熱器管都應(yīng)穿過爐頂與聯(lián)箱相接。為爐頂?shù)姆缆┨幚韼砹藰O大的困難。爐頂耐火材料高鋁水泥陶粒(LG-10)在施工中需振動搗實,而有些位置作業(yè)空間不足不能完全按要求振動搗實,爐溫升到正常后高鋁水泥陶粒會產(chǎn)生不同程度的裂紋,這是爐頂漏煙氣的主要原因。1.2.2開工正常后爐體開發(fā)去爐爐頂設(shè)計動改后采用耐火材料是高鋁水泥陶粒(LG-10),施工中管子外壁要纏繞石棉繩3mm。由于耐火材料與過熱器管的膨脹量不一樣,開工正常后,爐體溫度在800-900℃,過熱器管與爐體頂棚耐火材料之間的間隙達(dá)1-2mm。煙氣會從間隙中串出,長時間會沖刷掉過熱器管與耐火材料之間的石棉繩,漏量會進(jìn)一步擴大,時間再長煙氣會把耐火材料沖刷掉,形成爐頂大面積漏煙氣,最終而停爐搶修。由于以上原因,可以考慮在爐頂保溫施工好不加變更的情況下,在內(nèi)部再噴涂兩層纖維噴涂料。2硅酸鋁耐火纖維的復(fù)合涂層由鞍山佳益高新技術(shù)有限公司與多家耐火材料設(shè)計院共同合作研究的新型硅酸鋁耐火纖維襯里噴涂技術(shù)。較好地適應(yīng)了余熱鍋爐爐頂?shù)谋匾?并且在國內(nèi)多家裝置得到應(yīng)用,使用效果較好,目前正得以迅速普及推廣。2.1外保溫噴覆纖維噴涂法硅酸鋁耐火纖維又稱陶瓷纖維,其主要成份是Al2O3和SiO2屬非晶質(zhì)纖維。在900-1150℃以下是以玻璃狀態(tài)存在。有較好的隔熱保溫作用。纖維噴涂技術(shù)廣泛應(yīng)用于工作窯爐爐襯施工,也適用于設(shè)備(容器、儲罐和塔體)的外保溫施工;纖維噴涂的工作原理是:纖維棉經(jīng)過噴涂機的渦輪送至噴槍中,結(jié)合劑經(jīng)噴槍周邊的幾個噴嘴霧化后與噴槍中噴出的纖維材料均勻混合,直接噴射至被噴涂表面,一次成型耐火纖維爐料。該公司纖維噴涂技術(shù)已在國內(nèi)一百多座工業(yè)窯爐中獲得應(yīng)用。2.2硅酸鋁抗火纖維的優(yōu)點2.2.1降低工業(yè)爐襯溫度纖維噴涂爐襯是在現(xiàn)場直接噴涂成型,不存在施工接縫,并且在噴涂爐襯中纖維呈三維方向排列,高溫下使用爐襯不會產(chǎn)生定向收縮,從而有效地降低了工業(yè)窯爐外壁溫度。2.2.2關(guān)于異質(zhì)性易驗物的安裝難度和方法貫用的耐火纖維小塊氈、針刺毯及針制毯折疊塊對于大面積的平面爐墻較容易施工。但對于異型部位不僅需要適當(dāng)考慮保溫釘?shù)牟贾?而且還存在纖維制品規(guī)格差異造成的施工難度,從而不宜保證質(zhì)量。纖維噴涂是纖維爐襯的現(xiàn)場成型,對異型部位和大面積爐墻均采用相同的方法進(jìn)行施工,可加快施工速度,保證施工質(zhì)量。2.2.3簡化設(shè)計和施工，加快施工速度纖維噴涂爐襯形成一個整體,在各異型部位對保溫釘位置的要求并不十分嚴(yán)格,從而簡化了設(shè)計和施工。2.2.4建立膠皮輥輕壓實襯里纖維噴涂所采用的是專用噴涂結(jié)合劑,并且在襯里施工后,即用膠皮輥輕輕壓實襯里,一則提高襯里表面的平整度,二則使襯里形成相對致密的表層,提高了纖維爐襯的強度。由于表殼層與襯里內(nèi)部的結(jié)合劑屬于同一材質(zhì),在高溫操作中不會產(chǎn)生表殼層剝落現(xiàn)象。2.2.5支撐結(jié)構(gòu)有利于促進(jìn)抗火纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用纖維噴涂可容易地滿足復(fù)合爐襯的結(jié)構(gòu)要求,完整性好,在使用過程中不會產(chǎn)生因貫通縫而導(dǎo)致背材超過安全使用溫度的現(xiàn)象。2.2.6避免將工業(yè)爐的外部壁設(shè)計為“熱點”纖維噴涂爐襯的保溫釘完全被埋入纖維襯里內(nèi),無任何外露的保溫釘,從而避免了工業(yè)窯爐外壁“熱點”的出現(xiàn)。2.2.7表面噴增加對表面耐火纖維對舊有爐襯(耐火磚、混凝土或耐火纖維制品),如果爐襯局部損壞或產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致外壁溫度升高,則可根據(jù)具體情況和要求,容易地在原有爐襯內(nèi)表面再噴一層耐火纖維。2.2.8節(jié)約時間襯里施工后不需烘爐,即可直接使用。3具體施工方案不改變原有的爐頂保溫設(shè)計,在其內(nèi)表面噴涂纖維襯里,同時增加了爐墻的有效絕熱厚度,減少了散熱損失。3.1鋁硅酸鋁纖維現(xiàn)場復(fù)合涂層的施工原爐頂保溫如圖1,在原有的防沖板上生根一些準(zhǔn)8mm的不銹鋼釘,密度為200×100mm長度140mm便于后期施工。爐頂噴涂纖維料分兩層,共150mm厚,第一層用低鋁硅酸鋁纖維,厚度為100mm,第二層為高鋁硅酸鋁纖維,厚度為50mm,在施工中每噴涂纖維40-60mm時,在準(zhǔn)8的不銹鋼釘上安裝快速卡子,并用不銹鋼絲在每個不銹鋼釘之間聯(lián)接,形成一個網(wǎng)。防止纖維脫落,并保證纖維噴涂外表面與保溫釘外端距離在10-20mm左右。襯里噴涂到預(yù)定厚度后,應(yīng)立即壓平襯里表面,并用木板慢慢拍平,使其形成相對致密的平整表面。3.2co滲燒爐出口的處理爐頂漏煙氣嚴(yán)重部位就是過熱器的穿墻管,所以在處理此部分時應(yīng)特別認(rèn)真,此部分處理應(yīng)先進(jìn)行選用較小噴頭的噴槍使噴涂料能噴入較小的空間中,并在每個管中間都拉上鋼絲網(wǎng),形成相對致密的保護(hù)層,再與其它襯里相連不容易形成縫隙,最后處理到爐頂與側(cè)墻時,應(yīng)采用圓角過渡,使煙氣不能沖刷到襯里內(nèi)部。在此次施工中對CO焚燒爐的出口也相應(yīng)地進(jìn)行了處理,考慮到煙氣沖刷的作用,對CO焚燒爐出口的爐墻上的襯里做了輕微處理。以露出襯里內(nèi)部的保溫釘為目的用于固定不鋼絲。使CO出口到過熱段爐頂形成一個保溫層整體,煙氣無縫可入。4增加熱流密度的方法,提高鍋爐理論余熱鍋爐過熱段爐頂襯里經(jīng)改造后,實測爐體外溫度平均下降85℃,并消除了局部熱點,實測爐體散熱損失減少,鍋爐整體熱效率提高了0.3%。根據(jù)導(dǎo)熱公式計算:式中:q———熱流密度W/m2δ1———高鋁水泥陶粒厚度,取0.25mλ1———高鋁水泥陶粒熱導(dǎo)率,在此取0.25W/(m.k)δ2———低鋁硅酸鋁纖維厚度,取0.1mλ2———低鋁硅酸鋁纖維熱導(dǎo)率,在此取0.137W/(m.k)δ3———高鋁硅酸鋁纖維厚度,取0.05mλ3———高鋁硅酸鋁纖維熱導(dǎo)率,在此取0.128W/(m.k)計算可得改造后熱流密度:q=391W/m2襯里改造前的熱流密度:q=830W/m2過熱器爐頂按12m2計算,鍋爐熱效率可提高0.3%。鍋爐襯里改造后一直運行良好,再沒有因為爐體漏煙氣而停工過。5采用硅酸鋁纖維噴涂料法硅酸鋁纖維噴涂襯里的優(yōu)點很多,但由于施工中設(shè)備較多必須由施工單位自己施工,專業(yè)性較強,其造價偏高,對于一般低溫爐體不很經(jīng)濟(jì)。對于溫度較高的加熱爐,在普通的隔熱爐體內(nèi)表面噴涂一層硅酸鋁