某煉廠催化裝置余熱鍋爐系統(tǒng)技改分析

呂大偉

(中海油石化工程有限公司，山東青島 266061)

1 Mt/a重油催化裂化裝置承擔某煉油廠大部分的汽油和柴油生產(chǎn)任務(wù)，是該廠的核心裝置。催化裂化裝置由反應(yīng)再生單元、機組單元、余熱鍋爐單元、產(chǎn)品精制單元和煙氣脫硫單元等組成。余熱鍋爐單元是全廠的熱能供給戶。煉油廠于2000年建成，曾經(jīng)經(jīng)過局部技術(shù)改造，鍋爐各部分的熱量利用和原設(shè)計有了一定的區(qū)別，導(dǎo)致余熱鍋爐在實際運行過程中煙氣熱量利用不夠徹底。基于此，針對該裝置余熱鍋爐進行再次改造方案，并分析改造的實施效果。

1 問題及原因分析

1．1 排煙溫度偏高

余熱鍋爐的排煙溫度隨著開工時間的增加不斷升高，從開工初期的200℃左右上升至300℃以上，現(xiàn)在實際測量的溫度為295℃，大大超過原來的設(shè)計溫度180℃。經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)余熱鍋爐排溫偏高的主要原因是:

(1)余熱鍋爐的吹灰器尾部積灰嚴重，影響內(nèi)外管的換熱效率，排煙溫度不斷升高。

(2)蒸發(fā)段和省煤器換熱面積太小，吸收煙氣熱量不充分，熱量嚴重浪費，影響余熱鍋爐的高溫回收效率。

1．2 過熱蒸汽實際出口溫度過低

余熱鍋爐的過熱蒸汽出口溫度設(shè)計溫度為335℃，經(jīng)過一段時間的運行之后，目前只有265℃左右，影響汽輪機做功。

1．3 省煤器出水出現(xiàn)汽化現(xiàn)象

余熱鍋爐蒸汽出口設(shè)計壓力3．82 MPa，但實際運行的壓力為1．7 MPa，蒸汽飽和溫度為208℃，裝置產(chǎn)生中壓蒸汽的余熱鍋爐、外取熱器和油漿蒸發(fā)器均降壓運行，雖然高溫省煤器出口溫度僅為180℃，出口溫度低于飽和溫度，但由于給水流量調(diào)節(jié)閥安裝在高溫段省煤器出口，省煤器經(jīng)過吹灰后溫度升高，水溫也跟著升高，經(jīng)過水調(diào)節(jié)閥后容易出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，給下游的運行設(shè)備造成傷害。

2 改造方案

2．1 余熱鍋爐運行數(shù)據(jù)

表1是余熱鍋爐目前實際運行的數(shù)據(jù)和改造后需要到達的運行數(shù)據(jù)對比。

表1 余熱鍋爐運行數(shù)據(jù)

2．2 改造方案［1］

根據(jù)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點以及鍋爐運行的再生煙氣參數(shù)情況，為了達到運行要求的數(shù)據(jù)，對該單元進行了以下改造:

(1)通過新增一組低溫過熱器和一臺蒸發(fā)器，提高自產(chǎn)蒸汽量和過熱蒸汽的溫度，并充分回收煙氣;

(2)增加一個立式小汽包且和原上下汽包相互連通;

(3)增加一開一備兩臺熱水循環(huán)泵;

(4)通過改造省煤器以防止省煤器出口給水汽化;

(5)通過增加吹灰器以防止裝置長周期運行時催化劑在鍋爐爐管和省煤器爐管上積灰，影響導(dǎo)熱。

2．3 工藝流程說明

根據(jù)改造方案，本次余熱鍋爐改造工藝流程圖如圖1所示。

圖1 余熱鍋爐改造工藝流程圖

除氧水給水進入鍋爐給水預(yù)熱器管程后進低溫省煤器，從低溫省煤器出來的熱水再經(jīng)低溫省煤器殼程后去高溫省煤器，從高溫省煤器出來的熱水去上汽包和新增立式汽包的連通管。新增立式汽包與上汽包連通，兩汽包氣相蒸汽經(jīng)新增低溫過熱器去原過熱段。新增立式汽包設(shè)強制循環(huán)泵，從立式汽包出來的熱水用強制循環(huán)泵打到新增增發(fā)器后回到汽包，完成循環(huán)。

2．4 改造后余熱鍋爐運行數(shù)據(jù)

經(jīng)過改造后余熱鍋爐的大部分煙氣得以回收，提高了過熱蒸汽的溫度，并降低了排煙溫度，提高了蒸汽品質(zhì)。改造后裝置運行平穩(wěn)，各項指標均到達要求，其運行數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 改造后余熱鍋爐運行數(shù)據(jù)

3 節(jié)能效益分析

通過對催化裂化裝置余熱鍋爐的改造實施，達到了節(jié)能增效的目的，提高了該煉油企業(yè)的綜合競爭力。節(jié)能改造后，余熱鍋爐的煙氣出口溫度從原來的295℃降低到現(xiàn)在的184．5℃，相比之前的降低了約100℃，可回收的煙氣熱量比原來多4456 kW左右，折合標準重油約0．413 t/h，按照裝置年運行時間8400 h算，可折合標準重油3469 t。目前重油價格約為2500元/t，折合人民幣870萬元。

蒸發(fā)段的強制循環(huán)泵的功率為15 kW，年運行時間按8400 h算，每年運行的耗電量約為12．6萬kWh，折合成本為7．6萬元。

通過計算，改造后最終可回收的經(jīng)濟效益為每年862．4萬元。按照90 t/h的處理量，每年可以節(jié)省1．141 kg標準油/t原料。

4 結(jié)論

(1)通過對催化裂化裝置余熱鍋爐的改造，使得蒸汽余熱鍋爐的的各個受熱面趨于合理，大部分煙氣得到回收利用，降低了排煙溫度，提高了余熱鍋爐蒸汽的質(zhì)量。

(2)通過改造，杜絕了蒸發(fā)段的泄露，降低了省煤器的腐蝕，延長了各設(shè)備的壽命，減輕了鍋爐的受熱面的積灰，降低運營成本。

(3)本次改造達到了節(jié)能增效的目的，提高了該煉油企業(yè)的綜合競爭力。