淺論延遲焦化裝置水力除焦系統的優化

楊曉林 李唯讓

摘 要：水力除焦是延遲焦化的一道生產工序，它是依靠高壓水射流的動能將焦炭切落的過程。水力除焦系統的運行質量直接影響到延遲焦化裝置的長周期、安全、平穩運行。通過優化水力除焦工藝流程和操作技術、改進主要除焦設備的技術性能，可以有效降低裝置用電能耗和除焦設備維保成本、減少裝置非計劃停工次數，對提高裝置的經濟效益具有積極意義。

關鍵詞：水力除焦；優化；延遲焦化

一、前言

中石化勝利石化總廠40萬噸/年延遲焦化裝置于1996年12月投產，生焦周期24小時。該裝置水力除焦系統是北京院90年代初設計的單井架雙鉆具水力除焦系統，包括除焦機械設備、除焦水工藝流程以及除焦控制程序等，主要技術數據見表1。

水力除焦在生產實際過程中，會遇到各種各樣的矛盾和問題，隨著科學技術的發展和管理方法的進步，優化水力除焦系統的運行質量是一個需要不斷探索和研究的課題。

二、存在問題

水力除焦系統在實際運行中存在的問題制約著水力除焦系統的運行質量，對裝置長周期、安全、平穩運行產生很大影響，及時發現、判斷和解決這些問題尤為重要。

（1）除焦設備的故障率高

除焦設備主要有：鉆機絞車、鉆具（風動水龍頭、鉆桿、自動切換除焦器）、自動液壓塔底蓋機、風動扳手、除焦水三位控制閥等。由于涉及特種機械設備較多，其日常維護與保養工作量大。在實際使用過程當中，易發生維保工作不夠或操作不當，造成除焦設備故障率高。一旦機械設備出現問題又需要對系統進行反復測試以查找問題，既影響了正常生產又造成了額外能耗。

（2）風動馬達動力不足

風動馬達作為除焦過程的重要設備，其做功效果不好，會造成頂鉆、卡鉆及除焦時鉆桿的擺動，這些都會給整個除焦系統設備造成損害。風動馬達存在轉速慢、動力不足等弊端，影響除焦效率。同時，一旦風動馬達出現問題，其搶修十分麻煩且時間較長，將會影響正常裝置正常生產。

（3）高壓水泵出口壓力低

高壓水泵出口壓力與除焦效率正相關，壓力高除焦效率就高，反之就低。而裝置高壓水泵由于設計問題出口壓力偏低，造成除焦速度慢、高壓水泵投用時間較長用電量高、設備老化、運行狀況不穩定的問題。

（4）除焦速度控制不合理

在除焦操作過程中，司鉆崗位下鉆速度過快會導致除焦不徹底、產生懸壁焦等，對焦炭塔預熱產生影響，甚至造成頂鉆、卡鉆、塌方等事故；過慢會造成時間延長，增加用電量。因此，崗位操作方法完不完善，除焦速度控制合不合理，直接影響除焦時間。

三、優化措施

（1）細化除焦設備維保工作

加強機械設備日常檢查與維護保養以及合理操作，降低機械設備故障率，主要包括：①檢查鉆具系統。確認大鉤、支點軸承、導軌、高壓水管線及所屬閥門、風管、儀表和電氣設備、電機接地線完好，所有地腳螺栓緊固，鉆機絞車減速箱油合格。②檢查操作盤。確認電源指示燈顯示正確、訊號好用、燈炮同時閃亮，電磁抱閘靈敏，手閘可靠，水線通風吹掃暢通。③檢查高壓水泵。確認潤滑油管線完好，油質分析合格，密封點無滲漏。機泵盤車正常，機械密封無泄漏，泵出口球型隔斷閥良好。④檢查自動底蓋機。確保底蓋機電器設備、儀表、電纜接頭完好，高壓電機各部溫度計要齊全、接地要良好、冷卻水要暢通。

⑵增設水馬達

結合除焦實際情況，在原有風動馬達的基礎上，再采用水馬達技術，使除焦系統更加完善。水馬達安裝在鉆桿下部，它的輸出軸連接除焦器。它是靠高壓水驅動的，工作時鉆桿不旋轉，高壓水驅動水馬達中的一系列的活塞機構，將動力傳給輸出軸，從而帶動除焦器旋轉。這種驅動方式克服了風力驅動的一些缺點，動力強勁，除焦效率較高，且設備不易損壞。水馬達投用后運行正常，除焦鉆具維護工作量也大大減少。

⑶高壓水泵增加葉輪

高壓水泵經過優化分析，采取增加一級葉輪以提高泵出口壓力的措施。優化后，泵出口壓力提高了1.5MPa左右，從而縮短高壓水泵運行時間20min，節約電量4707度，以電費0.77元/度計算，節約人民幣3624.39元/周。

⑷優化崗位操作方法

優化操作方法，對崗位操作中易出現的問題進行逐項分析制定措施，主要包括高壓水泵操作及司鉆操作優化。

優化高壓水泵崗位操作：①在高壓水泵運行過程中，檢查各儀表運行情況，控制在規定指標內，每次切換高壓水和升壓時記錄一次、檢查一次。②調節冷卻水閥門開度控制軸瓦溫度，正常溫度45℃，禁止溫度差變化太大，密切注意機械密封工作情況，查看兩路密封水的壓力及溫度。③定期對切焦水罐底進行吹掃，將含焦粉污水排至二次沉淀池。

優化司鉆崗位操作：①根據焦層軟硬情況調節下鉆速度，保證鉆孔平穩；切焦時監視下焦情況，及時同天車聯系。②注意水龍帶、風帶的擺動，防止吊掛在塔架上造成拉斷等事故；防止鋼絲繩松馳、大鉤傾斜、鋼絲繩脫槽等現象的發生。③高壓水泵停泵后，給風吹掃高壓膠管及鉆具中的水后提出鉆桿，再將鉆機絞車的升降鈕旋至中間位、速度鈕旋至最低，表盤停電。

四、結論

（1）通過加強除焦水水質控制，做好設備維護保養、冬季防凍防凝、潤滑、檢查和預防性維修工作，除焦時間下降，設備各項運行指標良好，設備故障次數降低到1～2次/月以下。

（2）通過優化水力除焦崗位操作水平，員工工作積極性、主動性明顯增強，除焦效率提高，除焦設備耗電量明顯減少，除焦系統運行平穩，沒有發生因此而造成的裝置非計劃停工。

參考文獻

[1]劉根元.延遲焦化裝置操作工[M].中石化職業技能鑒定指導中心編.北京：中國石化出版社，2006

[2]袁存昱，張海瑩，劉安東等.延遲焦化裝置操作規程[M].中石化勝利石化總廠出版，2011