影響裂解爐自產超高壓蒸汽的原因分析及對策

徐子棟（中國石化揚子石油化工有限公司烯烴廠 江蘇 南京 210048）

一、引言

作為石油化工產業鏈的核心，乙烯裝置是能源消耗的大戶，理應承擔重要的節能責任。在乙烯能耗構成中，蒸汽消耗是僅次于燃料消耗的重要組成部分，約占總能耗的15%。乙烯裝置所使用的蒸汽等級多、數量大，蒸汽系統的穩定和平衡直接影響著裝置能耗的高低。其中，超高壓蒸汽（SS）作為蒸汽系統中壓力和溫度等級最高的部分，一方面承擔著驅動裝置核心動設備的責任，另一方面通過減溫減壓器維持蒸汽系統各級管網的穩定運行。其發生裝置為水汽輔鍋和裂解爐廢鍋。由于裂解爐自產SS的熱源為裝置余熱，所以優化裂解爐自產SS系統對于整個乙烯裝置的節能降耗都有著重要意義。

二、裝置概況

揚子石化公司烯烴廠乙烯裝置共有14臺裂解爐，型號分別為：SRT-Ⅰ、GK-Ⅵ、CBL-Ⅵ、SRT-Ⅳ、SL-Ⅱ。通常情況下，安排3臺裂解爐投用氣相原料，8裂解爐投用液相原料。超高壓蒸汽由各臺裂解爐的廢熱鍋爐系統發生，并在裂解爐對流段內過熱后并入管網。2011年統計數據顯示，所有裂解爐的總發氣量為設計值的83.6%。

三、影響裂解爐自產超高壓蒸汽的原因分析

1.裂解爐負荷

裂解爐投料負荷決定了裂解爐整體熱負荷的大小，進而影響自產SS量。以裂解爐BA1105（SL-Ⅱ型）的運行數據為例，可以看出投料量與自產SS量的關系（圖1）。

圖1 裂解爐BA1105投料量對自產超高壓蒸汽量的影響

受到原料供應、市場需求和裝置狀態等多種因素的影響，在線運行的裂解爐負荷難以達到設計值。對各臺裂解爐在線運行的負荷情況進行統計后發現，液相進料爐負荷一般為設計值的87%左右，而氣相進料爐的負荷不到設計值的70%。

2.高壓調節閥內漏

裂解爐SS發生系統中使用的高壓調節閥主要有：鍋爐給水調節閥、汽包間斷排污閥、超高壓蒸汽放空閥以及蒸汽減溫器閥，這類閥門運行環境為高溫、高壓、大差壓。由于工藝介質流經閥體時流速較快，在運行過程中易發生汽蝕、沖刷、振動等現象，在閥門頻繁開關以及小開度操作時上述現象尤為明顯。對某時段內各裂解爐發氣、排污和高壓閥門狀態進行了統計后發現高壓閥門內漏特別是汽包間斷排污閥的內漏是致使裂解爐排污量升高的主要原因，而較高的排污量會嚴重影響超高壓蒸汽的發生。

3.廢熱鍋爐運行周期

隨著廢熱鍋爐運行時間的延長，SS發汽量不可避免地降低。根據統計，裂解爐運行末期的發氣量比初期減少約10%，尤其是SL-Ⅱ型爐（BA1102至BA1105）的廢鍋發汽量更是減少了20%左右。

4.廢熱鍋爐清焦質量

廢熱鍋爐長期運行后結焦會直接降低SS發生量。目前，廢熱鍋爐的清焦有兩種方式：水力清焦和在線燒焦。將清焦后廢熱鍋爐的發氣效率與設計值以及歷史最優值進行比對，發現廢熱鍋爐清焦質量較差可使發氣量最多減少20%。

四、采取的措施和對策

1.提高裂解爐投料負荷

先后實施煉油廠液相丙烷、芳烴廠歧化干氣和乙烯裝置自產丙烷引入裝置作裂解原料的改造項目，從而使兩臺氣相原料爐（BA107、BA108）的負荷由不足70%提高到80%以上，SS發汽量增加約15.5t/h。

2.降低汽包間斷排污閥內漏率

建立汽包排污狀況日報表，細化特殊調節閥操作規程，同時科學制定閥門檢修或調校周期，加強高壓閥門內漏判斷方法的培訓。對于部分壓差較大的閥門設置上游手動閥，通過調整上游閥開度避免調節閥的過度沖刷。

3.監控廢熱鍋爐運行周期，提高清焦質量

建立長運行周期廢熱鍋爐監控臺賬，制作水力清焦驗收卡片和在線燒焦操作卡片。實施后，廢熱鍋爐上線初始溫度平均降低10℃，部分裂解爐的初始發氣量達到歷史最高值。

五、結語

針對乙烯裝置裂解爐自產超高壓蒸汽量偏低的問題，進行了一系列排查和分析，采取了一些切實可行的技術和管理措施。經過一段時間的觀察，裂解爐超高壓蒸汽的發生量得到了明顯的提高，裝置能耗進一步降低，運行管理水平也得到了提升。