重油催化裝置余熱鍋爐的技術改造

韓金玲，張巨偉

（遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001）

中國石油遼河石化分公司催化裂化裝置配有兩臺焚燒式CO余熱鍋爐，主要利用再生煙氣的余熱和部分助燃瓦斯，回收高溫催化劑再生煙氣的熱能和化學能，產生中壓蒸汽，提供催化裂化裝置汽輪機及生產工藝所需，同時外送熱水進裝置汽包。目前其中一臺已投運8年，整體運行情況良好，省煤器已接近設計壽命。

1 改造前存在的問題

1.1 省煤器腐蝕泄露

由于上水溫度過低，再生煙氣的酸露點溫度較高（一般為 130～150 ℃），導致省煤器管壁溫度低于酸露點溫度，省煤器換熱管壁面凝結一層“酸水”，使管子腐蝕穿孔而泄露［1］。

1.2 積灰嚴重排煙溫度高

由于再生煙氣夾帶著催化劑粉塵，這些微小的催化劑粉塵隨著煙氣流經受熱面管子時，容易靜電吸附在受熱管子上，催化劑粉塵很容易搭橋，堵塞煙道，給吹灰帶來很大困難，導致該余熱鍋爐在實際運行中，進入省煤器的煙氣溫度超過450 ℃，遠高于設計值（380 ℃）；省煤器煙氣進口溫度偏高導致有時省煤器里面給水沸騰，以致汽包調節閥（設置在高溫省煤器出口）工作不穩定，影響汽包液位控制；余熱鍋爐受熱面積積灰嚴重后，受熱面吸熱量大大下降，導致余熱鍋爐排煙溫度偏高，目前鍋爐排煙溫度約220 ℃［2］

2 改造的目標

優化省煤器給水流程，避免汽包上水調節閥處水沸騰；降低排煙溫度至185 ℃，提高CO焚燒余熱鍋爐效率；確保余熱鍋爐安全高效運行，同事節約投資成本，降低運行成本。

3 改造方案

3.1 省煤器的改造

拆除原三組省煤器，在原空間布置四組新設計的省煤器

3.2 曾加換熱管

為了提高尾部受熱面流通截面，降低煙氣流動阻力，將原迎風面換熱管由目前20根增加至21根，迎風面管間距由100 mm降至98 mm，相應增加尾部受熱面換熱面積

3.3 優化省煤器上水流程

新設計的四組省煤器分別為高溫省煤器（一組），中溫省煤器（一組）和低溫省煤氣（二組）。CO焚燒余熱鍋爐汽包給水調節閥由原高溫省煤器出口移至新增高溫省煤器進口；水熱媒空預熱器加熱助燃空氣的熱水由原低溫省煤器出口高溫水改為中溫省煤器出口高溫水。

3.4 吹灰器利舊

原布置在CO焚燒余熱鍋爐三組省煤器的聲波吹灰器移位利舊，新增一組省煤器需增設聲波吹灰器［3］。

3.5 鋼架結構加固

對原鋼架進行適當加固，保證強度。更換高溫省煤器煙氣入口處已失效變形的不銹鋼膨脹波，使設備安全運行［4］。

4 改造后省煤器受熱面結構設計說明

為了安裝方便，保證設備質量，改造后省煤器仍采用模塊化箱體結構。受熱面換熱管束與集箱的焊接、拍片及水壓試驗均在制造廠組裝完成，運至安裝現場吊裝就位（支撐在余熱鍋爐尾部鋼結構上）后，只需用煙道將其連接。其中高溫省煤器一個模塊，中溫省煤器一個模塊，低溫省煤器二個模塊，均采用外保溫，熱壁結構［5］。

由于進省煤器煙氣溫度最大可達480 ℃，高溫省煤器箱體材質由20（Q245R）升至12CrlMoV，翅片管基管為Φ42×4，材質為20G/GB5310，翅片材質為ST12。

中溫省煤器箱體材質為Q245R，翅片管基管為Φ42×4，材質為20G/GB5310，翅片材質為ST12。

低溫省煤器箱體采用Q235-B制作，翅片管基管為Φ42×4，材質為20G/GB5310，翅片材質為ST12。

5 改造后省煤器性能計算

改造后CO余熱鍋爐省煤器熱力計算［6］匯總見表 1，水熱煤空氣換熱器及給水預熱器性能參數見表2。

表1 改造后的CO鍋爐省煤器性能參數Table 1 CO boiler economizer’s performance parameters after transformation

表2 改造后水熱媒空氣換熱器（利舊）、給水預熱器（利舊）性能參數Table 2 Performance parameters of heat exchanger (using old device) and feedwater preheater (using old device) aftertransformation

6 技術特點及經濟效益分析

(1)正文本次改造在原CO焚燒余熱鍋爐基礎上進行拆除和安裝，改造后操作更加簡單可靠，鍋爐操作彈性更大；

(2)本次改造原CO焚燒余熱鍋爐框架不動，局部進行加強；

(3)本次改造原給水預熱器和水熱煤空氣換熱器均可利舊，充分利用原有設備；

(4)本次改造后，當省煤器進口煙氣溫度高達500 ℃，CO焚燒余熱鍋爐仍可安全正常工作［7］；

(5)本次改造后，CO焚燒余熱鍋排煙溫度可由改造前220 ℃降至185 ℃，提高CO焚燒余熱鍋爐效率2%左右，降低了余熱鍋爐和整個催化裝置能耗；

(6) 本次改造后，CO焚燒余熱鍋多回收熱量1 683 kW，折合多產中壓蒸汽2.1 t/h，以每噸蒸汽價格180元，每年運行8 000 h計算，折合每年新增經濟效益302.4萬元

［1］高永地，梁德?。赜痛呋鸦酂徨仩t節能技術改造[J].石油煉制與化工，2011，42（5）：89-91.

［2］溫傳忠，翟 偉，杜明．焚燒式CO余熱鍋爐技術改造[J].石化化工設備技術，2003，24(3)：15-17．

［3］劉輝章．中頻聲波吹灰器的工業應用[J].石化技術與應用，2007，（煉油生產技術增刊）：23-26．

［4］張忠凱，林英，敖建軍.余熱鍋爐的綜合節能技術改造[J].石油和化工節能，2008，（2）：24-27.

［5］曹漢昌,等．催化裂化工藝計算與技術分析[M].石油工藝出版社，2000:150-152．

［6］李新生．談如何改造鍋爐節能設計的分析[J].科技促進發展，2009(6)．

［7］宋責良．鍋爐設計手冊[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，2005:28-31．