完善冷除焦系統(tǒng)設備設施消除裝置隱患增收創(chuàng)效

張國祥 盛 健 楊和平

（烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊830019）

0 簡述

我車間60萬噸/年延遲焦化裝置，于2000年設計2004年建成，冷除焦水系統(tǒng)采用敞開式排放，2012針對焦炭塔頂?shù)咨w進行改造采用了自動化頂?shù)咨w機系統(tǒng)。120萬噸/年延遲焦化裝置于2010年3月由北京設計院（SEI）設計，2011年9月建成，2011年10月試車成功。裝置公稱規(guī)模120萬噸/年，設計生焦周期為24小時，操作彈性為60%～120%，冷除焦水利系統(tǒng)采用密閉式和敞開式兩種方式復合。裝置正常生產(chǎn)期間均采用密閉方式冷焦，密閉方式可以有效的降低冷焦水水量蒸發(fā)所帶來的生產(chǎn)能耗，同時可對冷除焦水中的油組份進行回收回煉產(chǎn)生經(jīng)濟效益，再者降低了冷焦水對周邊環(huán)境及人員的影響。然而裝置冷除焦系統(tǒng)設備故頻發(fā)對裝置長周期平穩(wěn)安全運行造成了一定的困擾。為了有效降低冷除焦水利系統(tǒng)設備故障率剔除生產(chǎn)難題，我們針對冷除焦水利系統(tǒng)中存在的問題，提出了行之有效的解決方案，并加以實施保障了裝置長周期平穩(wěn)生產(chǎn)。

1 問題查擺

我車間水利除焦系統(tǒng)設備故障突出點分布

1）冷焦放水線堵塞，導致放水操作無法實施密閉排放影響環(huán)境增加能耗。

2）焦炭塔底蓋機改造后，底蓋機輔助蒸汽在冬季冷凝結冰嚴重造成安全隱患。

2 調(diào)查分析及處理措施

2.1 冷焦放水線堵塞，導致放水操作無法實施密閉排放影響環(huán)境增加能耗

120萬噸年延遲焦化裝置于2012年底冷焦放水去D-402線管路發(fā)生焦粉堵塞，致使冷焦水密閉排放流程卡死失效，無法實現(xiàn)冷焦水的密閉排放。冷焦水改敞開式排放后冷焦水的蒸發(fā)量在一定程度上導致了冷除焦水的用量增大，每天均需要對冷焦水進行補充，根據(jù)計量統(tǒng)計補水量均在100t/d左右。其次冷焦水中含有一定的量的硫化物以及廢油和苯類致癌物，敞開排放后嚴重污染周邊空氣，不僅對人體健康產(chǎn)生危害，同時也嚴重污染周邊環(huán)境。導致管線堵塞原因主要是放水過程本質(zhì)上是一個重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程，在放水后期塔內(nèi)介質(zhì)勢能減小，其所轉(zhuǎn)化能夠推動冷焦水排除的動能便會隨之減小，進而冷焦水流速降低，再者綜合管路對流體產(chǎn)生的阻力，最終導致冷焦水中的焦粉逐次沉積粘附在管壁上最終導致管路發(fā)生堵塞。

表1 焦池內(nèi)水分分析結果mg/L

2.2 管線堵塞處理措施及能效核算

圖1 120萬噸/年延遲焦化裝置冷焦水流程示意簡圖

針對冷焦放水線管線堵塞問題我們對原有的密閉放水線C-101/AB至D-402段進行了改造。將原來的管段連接形式由焊接改為了法蘭連接，這樣做即將整條管線分割成了多段。未改造之前管線作為整體，管線一旦堵塞清理工作工期長難度大，經(jīng)過改造后的管線即便發(fā)生堵塞亦便于清理疏通，可有效保障冷焦水的密閉排放。通過此次改造既保障了生產(chǎn)又能使周邊環(huán)境不至惡化，其次降低生產(chǎn)能耗創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益。改造工程合計4.4萬元，材料費2.8萬元，人工費用1.6萬元。管線改造后每天的補水量僅為40t/d，與原來相比減少了近60t/d，按照新水3.0元/噸的價格計算，每天可節(jié)省180元，每年6.6萬元，一年內(nèi)即可收回施工改造的成本，同時每年可節(jié)約2.2萬噸新水用量，切實做到了節(jié)能降耗增收創(chuàng)效的舉措。

圖2 冷焦放水線加法蘭前

圖3 冷焦放水線加法蘭后

2.3 焦炭塔底蓋機輔助蒸汽在冬季冷凝結冰嚴重造成安全隱患

60萬噸/年延遲焦化裝置在2012焦炭塔頂?shù)咨w進行改造后于2013年開工。但是圍繞著底蓋機系統(tǒng)輔助蒸汽乏汽肆意無序排放造成的冬季結冰問題一直困擾裝置安全生產(chǎn)，同時對人員安全也存在著一定隱患。

圖4 60萬噸/年延遲焦化裝置塔底框架正面圖

圖5 60萬噸/年延遲焦化裝置塔底框架側面圖

底蓋機蒸汽氣路系統(tǒng)分為三路：J3路為八角墊密封蒸汽，J2為閥體吹掃蒸汽，J1為閥座吹掃蒸汽。我們所關注的引起乏汽肆意排放冬季結冰的是J1也就是閥座吹掃蒸汽（同時也是底蓋機閥板與閥座間的輔助密封蒸汽）。從設計理論上閥座閥板完全貼合密封時，閥座吹掃蒸汽不存在漏量，但實際上生產(chǎn)中由于閥板閥座的受熱存在差異，因此存在一定的形變，繼而乏汽泄漏是客觀存在的。由于焦炭塔內(nèi)外存在差壓，塔內(nèi)相對壓力高于塔外常壓，蒸汽的泄漏量更偏向于塔外，泄漏蒸汽在閥板箱內(nèi)順著金屬導流管進入塔口除焦護筒之后便排向外界，繼而就出現(xiàn)了輔助蒸汽乏汽肆意排放冬季結冰的現(xiàn)象。

圖6 底蓋機輔助蒸汽分布圖

2.4 引流乏汽消除隱患

通過對底蓋機輔助蒸汽乏汽泄露的分析我們對焦炭塔底蓋機輔助蒸汽系統(tǒng)進行了改造，鋪設乏汽引流線。將金屬軟管下端法蘭由原來的與護筒連接改為與引流線連接。經(jīng)過改造后，原來肆意無序排放的乏汽經(jīng)過引流線冷凝直接排入焦池，一則徹底解決了乏汽肆意排放造成的焦炭塔塔底平臺冬季結冰帶來的安全隱患，二則乏汽冷凝后冷凝水進入焦池流進冷焦池，起到了回收效用。

圖7 底蓋機氣路系統(tǒng)改造前

3 效果驗證及總結

事實證明通過合理有效的改造措施，消除了潛藏在裝置內(nèi)的生產(chǎn)及安全隱患，解決了冷除焦系統(tǒng)防水線堵塞和底蓋機輔助蒸汽肆意排放結冰的問題，為裝置安全生產(chǎn)打下了堅實的基礎，做到了節(jié)能降耗增收創(chuàng)效的目的。