一段轉化爐轉化管使用壽命分析

趙男　王英雪

[摘要]經過2016年7月的檢修后，一段轉化爐H-1更換了14跟轉化管，轉化管的使用壽命也越來越短，面臨的問題也較多。本文對一段轉化爐轉化管的使用壽命進行了分析并提出了相應的解決方法。

[關鍵詞]一段爐；轉化管；使用壽命

一、一段爐內部的主要構造

一段轉化爐的對流段安裝了6組盤管：鍋爐給水預熱盤管、原料氣預熱盤管、高壓蒸汽盤管、工藝空氣預熱盤管、混合原料氣預熱盤管、過熱蒸汽盤管：一段爐的輻射段懸掛了88根轉化管，爐壁兩側安裝有對稱的上下兩排燒嘴，每排52個，共計104個燒嘴。

輻射段南北寬3020（不包括爐壁），爐底轉化管間隙寬480（陶纖填塞部位），東西爐長：24350（不包括爐壁厚）；爐底內部寬度3020-330×2=2360mm，長度：24350-330×2=23690mm。

二、影響一段爐轉化管壽命因素

一段爐在運行過程中有較高的控制要求，其溫度控制主要有以下5個參數控制：T1280A、TI 280B、T1280C、T1241、T1242、。其中T1241、TI 242為一段爐內部的拱頂溫度，T1280A、B、C均為拱頂溫度。在運行中，其中5個拱頂溫度均要求不超過1000℃。如果長期發生超溫的現象，轉化管內催化劑易出現結焦現象，催化劑一旦進行結焦，就會出現局部過熱造成轉化管超溫、燒紅，嚴重時會損壞轉化管，造成裝置停車。

（一）在很長一段時間內，為了滿足后續工段的生產，保證一段爐轉化管內有較好的反應條件和后續工段的熱負荷以及裝置滿負荷生產，一段轉化爐自開工起就一直處于滿負荷甚至超負荷運行狀態。由于一段轉化爐一直處于一種滿負荷或者超負荷運行狀態，燃燒工況不佳，燃燒背壓過高，在燃燒控制不良時，火焰易發飄，舔轉化管。

2011年3月的檢修對廢熱鍋爐E-8進行了芯子的更換。隨著E-8的換熱能力增強，E-8出口工藝氣的溫度隨之下降，即高變入口溫度降低。高變入口溫度降低后，出口溫度相應降低約40℃，高變出口的工藝氣與混合原料氣在E-10換熱后，混合原料氣溫度同檢修前下降了約20℃，使得進入轉化管的工藝氣溫度T1106以及出口溫度TC112出現同等幅度的下降，因此一段爐H-1出口溫度很難提到675℃以上。T1112溫度達不到要求，則一段爐出口的甲烷轉化率很難達到生產要求。為了有較好的甲烷轉化率，一段爐的生產溫度就要相應的提高，班組為保證生產指標不超標就會提高一段爐爐膛和拱頂溫度，一班情況下班組都會控制爐膛和拱頂溫度在指標上限，使得轉化管長期處于高溫煅燒狀態。

（二）在2010年以前，一段爐使用的燃料氣主要有天然氣和廢氣，其中摻燒部分煉油來瓦斯。天然氣和廢氣為清潔燃料，不含油，而煉油廠供給的瓦斯經常出現帶油、雜質的情況，瓦斯的成分也有波動，這就造成了摻燒瓦斯期間火焰狀況不穩定，出現飄火、舔管以及爆燃的現象。

（三）轉化管采用的懸掛方式為上部用吊架懸掛，輔以配重；下部采用鋼支撐卡住轉化管變徑處。每一次轉化管更換或者轉化管更換催化劑后都要重新進行配重的安裝。每一次安裝未經過緊密計算，轉化管本身長度比較長，如果配重不足以吊起轉化管，轉化管的下部支撐就會較多的承受轉化管的重量，這樣就會造成轉化管的彎曲。轉化管的彎曲會引起局部受熱不均，從而引起轉化管內部催化劑的局部過熱，縮短轉化管的使用壽命。

（四）頻繁的開停車也會對轉化管的使用壽命造成影響。二合成裝置從2011年到2012年，裝置操作變動多，裝置頻繁開停工。每次開停車過程中，轉化管從冷態到熱態、從熱態到冷態，管壁承受的熱應力會大大縮短轉化管的使用壽命。

三、提高一段爐轉化管壽命

為使轉化管有較高的使用壽命，應采取以下措施。

（一）優化生產運行

一個成熟的操作工擁有多年的操作經驗，往往在操作時找到一個令裝置平穩的穩態，這樣，在監屏的時候就能比較輕松的進行操作。但是，根據裝置生產狀況來看，要想產生穩定的高壓蒸汽，一段爐的熱負荷就需要靠上限運行。一些操作人員在對一段爐的熱負荷進行調整時，往往把熱負荷加的過高，由此來產生高壓蒸汽。這樣做雖然暫時的維持了一個穩態，但是一段爐需要在超負荷下運轉，熱負荷的提升造成拱頂局部出現超溫現象。從根本上加強操作人員的操作技能與思想意識，平時操作過程中嚴禁出現超溫現象，工藝管理人員要加強班組操作條件的管理，優化調整界面條件。

（二）使用清潔燃料、科學調火

2010年以后二合成車間使用的主要燃料氣為天然氣和裝置生產運行中產生的廢氣，燃燒情況良好。同時2012檢修過程中更換了破損的火嘴，良好的燃燒狀況能保證一段轉化爐的平穩運行。班組操作人員在進行調火的過程中不應作大幅度調整，要勤調、微調、超前調節。

（三）合理調節配重、制定標準

每次轉化管配重回裝的過程中，技術管理人員要嚴格按照裝填的催化劑質量來進行配重的加裝，避免出現下部支撐受力的情況，從而減小轉化管的彎曲程度。

（四）優化開工

裝置每次開停工，根據情況不同升溫曲線也不相同，開停車過程要嚴格按照升溫曲線進行烘爐，避免大幅升溫的情況出現。另外除聯鎖停車外，也要避免緊急停車過程中急劇降溫的情況出現。

四、結論

（一）一段爐運行期間，操作人員應該秉著認真負責的心態對一段爐的熱負荷進行調整，避免超溫現象的出現。

（二）現場操作人員應及時觀火、調火，避免出現飄火、舔管、燃燒不好以及尾燃的現象出現。

（三）車間技術管理人員合理檢修，嚴格按照設計操作規程進行配重的安裝，避免出現轉化管的彎曲。

對員工進行技術培訓，使員工清晰的認識到一段爐的重要作用，從而精益求精的操作。

（四）開停工過程嚴格按照升溫曲線進行操作。