催化裂化煙機(jī)長周期運(yùn)行的影響因素分析與對策

熊敏智（長慶石化公司，陜西咸陽 712000）

催化裂化煙機(jī)長周期運(yùn)行的影響因素分析與對策

熊敏智（長慶石化公司，陜西咸陽 712000）

長慶石化公司1.4MT/a催化裂化裝置自2005年開廠至今，由煙機(jī)振動值偏高或煙機(jī)葉片斷裂引發(fā)的煙機(jī)停機(jī)10次之多。本文通過對多次催化煙機(jī)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，提出對煙機(jī)運(yùn)行的改進(jìn)措施，以實(shí)現(xiàn)煙機(jī)的長周期平穩(wěn)運(yùn)行。

煙機(jī)；危害因素；長周期

1 煙機(jī)1.4Mt/a催化裂化裝置運(yùn)行工況

長慶石化公司自2005年開廠至今，由煙機(jī)振動值偏高或葉片斷裂原因引發(fā)的煙機(jī)停機(jī)10次之多，其中有2次為煙機(jī)振動偏高切出煙機(jī)改備用主風(fēng)機(jī)運(yùn)行。

2006年4月3日煙機(jī)葉片斷裂

2006年5月12日煙機(jī)振動突然升高，煙機(jī)動頁磨損厲害，其中一個(gè)葉片斷裂

2007年3月23日煙機(jī)葉片斷裂

2009年2月19日主風(fēng)機(jī)煙機(jī)葉輪損壞，主風(fēng)機(jī)自保停車

2012年6月6日主機(jī)煙機(jī)葉片結(jié)垢，振動值升高

2012年8月15日煙機(jī)葉片斷裂，悶床，開工時(shí)因焦塊脫落致待生線路流化中斷，裝置緊急停工搶修。

2012年12月7日煙機(jī)振動波動，切換備機(jī)運(yùn)行

2013年5月21日煙機(jī)振動波動，切換備機(jī)運(yùn)行

2013年7月11日煙機(jī)葉片斷裂3個(gè)，振動值升高，裝置自保悶床，開備機(jī)機(jī)運(yùn)行

2013月09月18日煙機(jī)3個(gè)葉片斷裂，切換至備機(jī)運(yùn)行

造成煙機(jī)停機(jī)的10次故障中，共有6次是因?yàn)闊煓C(jī)葉片斷裂造成的，4次是因?yàn)闊煓C(jī)葉片結(jié)垢導(dǎo)致煙機(jī)振動值偏高，被迫停機(jī)檢修。

2 煙機(jī)運(yùn)行工況影響因素分析

2.1 煙機(jī)葉片斷裂

當(dāng)葉片均勻沖刷時(shí)，磨損對煙機(jī)轉(zhuǎn)子平衡的影響不大，而當(dāng)出現(xiàn)不均勻磨損時(shí)，轉(zhuǎn)子動平衡遭到破壞，機(jī)組振動值上升。隨著葉片沖蝕的日益加劇，葉片受損嚴(yán)重，同時(shí)機(jī)組振動逐漸加大，受損葉片在長期振動產(chǎn)生的交變應(yīng)力的破壞下極易發(fā)生斷裂，因?yàn)槿~片突然斷裂又會使煙機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡嚴(yán)重破壞，振動值巨幅上升。

2.2 煙機(jī)結(jié)垢

2.2.1 煙機(jī)結(jié)垢機(jī)理

根據(jù)目前所掌握的資料顯示，大多數(shù)認(rèn)為煙機(jī)結(jié)垢的成因，主要有煙氣中催化劑細(xì)粉及鈉、鎂、鐵、鈣和釩鹽等在輪盤冷卻蒸汽的共同作用下在煙機(jī)的動靜部件上聚集形成低熔點(diǎn)共晶體以及CO發(fā)生歧化反應(yīng)后形成。當(dāng)這些結(jié)垢物分布不均或在煙氣濕度增加等情況下出現(xiàn)不均勻脫落時(shí)，必然會因起煙機(jī)轉(zhuǎn)子動態(tài)不平衡，從而是煙機(jī)振動迅速上升。

2.2.2 操作分析

2.2.2.1 旋風(fēng)分離器對煙機(jī)結(jié)垢的影響

長慶石化140Mt/a催化裂化共設(shè)有一級、二級旋風(fēng)分離器10組，三級旋風(fēng)分離器為臥旋式旋風(fēng)分離器共計(jì)196根分離單管。在2012年8月停工搶修時(shí)發(fā)現(xiàn)再生器一組旋風(fēng)分離器二級旋分套管脫焊移位，造成翼閥卡塞，二旋料腿卡塞，直接導(dǎo)致二旋失效，更多催化劑細(xì)粉進(jìn)入下游三旋。二旋不暢造成進(jìn)入三旋催化劑細(xì)粉和微粒數(shù)量的增加，聚集和黏結(jié)幾率增加，進(jìn)而導(dǎo)致三旋結(jié)垢傾向增加。

2012年8月檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)三旋單管堵塞，三旋共計(jì)196根單管，全堵塞78根，約占總數(shù)40%；部分堵塞29根，約占總數(shù)15%。三旋單管排塵口結(jié)垢和堵塞的同時(shí)，一些催化劑細(xì)粉在單管內(nèi)的旋轉(zhuǎn)和停留時(shí)間將增加，磨損的剝離產(chǎn)生高金屬含量微粒的數(shù)量也必然會增加，當(dāng)這一問題普遍出現(xiàn)時(shí)，三旋出口到煙機(jī)的催化劑微粒數(shù)量顯著上升，結(jié)垢問題便會向煙機(jī)蔓延。

2.2.2.2 煙機(jī)輪盤蒸汽質(zhì)量的控制

當(dāng)輪盤冷卻蒸汽溫度低或帶水時(shí)，由于直接與煙機(jī)轉(zhuǎn)子接觸，易造成煙機(jī)輪盤溫度變化過大，造成煙機(jī)“翹頭”，振動急劇增大，易造成催化劑的沉積；同時(shí)煙氣中硫化物在煙機(jī)內(nèi)低溫蒸汽的作用下形成稀酸，極易造成動靜部件的低溫腐蝕，大大縮短煙機(jī)的使用壽命短，導(dǎo)致維修頻次高，檢修費(fèi)用高。

2.2.2.3 控制進(jìn)入再生器及煙氣管線的蒸汽量

降低進(jìn)入再生器的主風(fēng)事故蒸汽、燃燒油霧化蒸汽以及再生斜管的松動蒸汽等，減少催化劑熱崩，尤其在事故狀態(tài)下重防止事故蒸汽大量進(jìn)入再生器，防止催化劑粘結(jié)或堵塞三旋單管，從而影響再生器旋分及三旋效率，造成催化劑跑損或煙機(jī)入口顆粒濃度升高，加劇葉片結(jié)垢因素的形成。

催化再斜管松動蒸汽與非凈化風(fēng)并聯(lián)，事故時(shí)采用松動蒸汽，正常運(yùn)行時(shí)投用非凈化風(fēng)。建議將燃燒油霧化蒸汽和煙氣入口高溫閘閥吃掃及冷卻蒸汽改為并聯(lián)非凈化風(fēng)，事故狀態(tài)時(shí)投用冷卻蒸汽，正常狀態(tài)投用非凈化風(fēng)，這樣即可以避免蒸汽帶水也可以減少蒸汽帶入量，從而減少煙機(jī)葉片結(jié)垢的機(jī)率。

3 煙機(jī)長周期運(yùn)行對策

3.1 在反應(yīng)操作過程中，根據(jù)處理量和原料性質(zhì)的變化及時(shí)調(diào)整催化操作，優(yōu)化再生燒焦和主風(fēng)量的配比，防止操作大幅波動。

3.2 對再生器一級、二級旋風(fēng)分離器進(jìn)行檢修及整改（在2013年10月將徹底更換一段、二段共10組旋風(fēng)分離器，至今已連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行400余天）。

3.3 反再系統(tǒng)合理使用蒸汽，減少煙氣中蒸汽含量。建議將燃燒油霧化蒸汽和煙氣入口高溫閘閥吃掃及冷卻蒸汽改為并聯(lián)非凈化風(fēng)。

3.4 嚴(yán)格控制煙機(jī)輪盤冷卻蒸汽和密封蒸汽品質(zhì)，保證蒸汽溫度在220-260℃，嚴(yán)格控制輪盤溫度在320-350℃。

3.5 嚴(yán)格控制再生器溫度，三旋入口溫度控制在690-700℃，煙機(jī)入口溫度不大于670，防止超溫引起的設(shè)備開裂及變形和影響煙機(jī)壽命。

3.6 提高再生器再生效果，控制煙氣中CO含量，避免歧化反應(yīng)形成黑垢或者灰垢。