加氫裂化裝置蒸汽發(fā)生器管束泄漏排查分析

夏龍州 潘琦琨 王家國(guó)（中國(guó)石油大連石化公司，遼寧 大連116000）

1 工況介紹

加氫裂化裝置由反應(yīng)、分餾、脫硫和公用工程等部分組成。裝置以減壓蠟油、催化柴油為原料，主要產(chǎn)品為石腦油、航空煤油、低凝點(diǎn)柴油及少量的尾油。大連石化加氫裂化分餾塔運(yùn)行壓力0.094MPa，分餾塔共計(jì)48層塔盤，設(shè)兩條抽出側(cè)線。分餾塔頂抽出為石腦油，分餾塔第14層塔盤上集油箱抽出航煤（一部分為外送航煤，一部分為循環(huán)航煤循環(huán)至13 層塔盤），分餾塔25層塔盤上集油箱抽出柴油（一部分為外送柴油，一部分為循環(huán)柴油循環(huán)至22層塔盤），分餾塔底抽出為尾油。其中循環(huán)柴油經(jīng)循環(huán)泵后進(jìn)E1750 循環(huán)柴油蒸汽發(fā)生器后返入分餾塔第22層塔盤。2019年1月份發(fā)現(xiàn)循環(huán)柴油返塔線振動(dòng)。

2 原因分析

2019年1月1日加氫裂化裝置發(fā)現(xiàn)分餾塔循環(huán)柴油返塔線出現(xiàn)晃動(dòng)，經(jīng)排查循環(huán)柴油量穩(wěn)定，返塔線垂直進(jìn)塔線管托正常。經(jīng)過(guò)確認(rèn)排除以上原因后初步判斷循環(huán)柴油線可能帶水，水在柴油中氣化對(duì)柴油流動(dòng)產(chǎn)生影響形成振動(dòng)現(xiàn)象，圍繞循環(huán)柴油帶水進(jìn)行分析。

2.1 柴油含水量分析

循環(huán)柴油從抽出后經(jīng)E1750 發(fā)汽后返塔，分別對(duì)E1750 前后位置采樣分析水含量，具體成績(jī)?nèi)缦拢?/p>

由表1 發(fā)現(xiàn)柴油水含量未發(fā)生變化，分析由于E1750 前后柴油溫度較高，高溫采樣時(shí)水分揮發(fā)無(wú)法確認(rèn)。

由圖1 可知柴油流程經(jīng)E1750 后有控制閥，裝置將控制閥切除后待柴油溫度冷卻至常溫后采樣柴油分層瓶底為水。

經(jīng)過(guò)判斷柴油帶水后從以下幾個(gè)方面進(jìn)行論證：

2.2 蒸汽發(fā)生器用水量和發(fā)汽量對(duì)比

由圖2 可看出E1750 發(fā)汽量與補(bǔ)水量在1 月1 日后明顯存在偏差，1 月20 日對(duì)E1750 檢修后發(fā)汽量與補(bǔ)水量偏差大幅降低。

2.3 分餾塔頂水包控制閥開(kāi)度

分餾塔塔頂設(shè)置水包主要對(duì)塔底汽提蒸汽在塔頂凝結(jié)后進(jìn)行收集分離，監(jiān)控水包閥門開(kāi)度與汽提蒸汽量進(jìn)行對(duì)比。由圖2可看出在汽提蒸汽量不變的前提下，控制閥開(kāi)度變大，且在對(duì)E1750檢修后控制閥開(kāi)度恢復(fù)到2019年1月1日之前狀態(tài)。

圖2 發(fā)汽量與補(bǔ)水量、水包控制閥開(kāi)度與汽提蒸汽對(duì)比

2.4 E1750柴油中水氣化狀態(tài)分析

通過(guò)水的飽和蒸汽壓計(jì)算判斷除氧水泄漏至循環(huán)柴油中呈現(xiàn)的狀態(tài)。

文章采用安托尼方程這一簡(jiǎn)便形式，應(yīng)用最最小二乘法，通過(guò)文獻(xiàn)[1]中水的飽和蒸氣壓實(shí)驗(yàn)值的非線性回歸，得出水的飽和蒸氣壓的關(guān)聯(lián)式如下：

lnP=16.37379-3876.659/(T+229.73)(0≤T≤210)[2]

循環(huán)柴油溫度為187℃，E1750 泄漏水量較少，故水溫可估算為187℃。

計(jì)算可得出在187℃工況下水的飽和蒸汽壓為1177KPa。

循環(huán)柴油返塔處壓力為106KPa，既在該處工況下水達(dá)到氣化后造成管線振動(dòng)。

3 處理措施

3.1 設(shè)備簡(jiǎn)介

E-1750發(fā)汽簡(jiǎn)介：該換熱器全稱為-循環(huán)柴油蒸汽發(fā)生器換熱器殼程為除氧水，工作溫度為161/199℃，最高工作壓力為1.4MPa。換熱器管程為循環(huán)柴油，工作溫度為305/213℃，最高工作壓力為0.64MPa。介質(zhì)走向?yàn)椋裼椭卸位亓鹘?jīng)循環(huán)柴油蒸汽發(fā)生器發(fā)生1.0MPa低壓蒸汽后返回產(chǎn)品分餾塔。

3.2 故障設(shè)備信息描述

E-1750循環(huán)柴油發(fā)汽于2014年停檢期更換以來(lái)一直運(yùn)行正常。在2017年停檢期間對(duì)其進(jìn)行正常檢維修，管束進(jìn)行常規(guī)試壓未發(fā)現(xiàn)有管束泄露現(xiàn)象直至2019年1月1日發(fā)現(xiàn)出口管線有振動(dòng)現(xiàn)象，管線振動(dòng)現(xiàn)象成水擊樣振動(dòng)，懷疑E-1750管束泄露。隨后裝置對(duì)其進(jìn)行打開(kāi)檢查。由于此次維修未將管束抽出，因此無(wú)法對(duì)泄露部位進(jìn)行直觀檢查。

在換熱器管箱打開(kāi)后進(jìn)行試漏階段，換熱器上水至泄露管束時(shí)即可看見(jiàn)有連續(xù)柱狀水流流出，分析后從管束泄露量來(lái)看懷疑該管束呈開(kāi)放性斷裂損壞。由于該換熱器日常工況不存在腐蝕介質(zhì)工況，且在換熱器打開(kāi)后換熱器管箱沒(méi)有腐蝕跡象，故排除管束因腐蝕斷裂。懷疑認(rèn)為在泄露管束數(shù)量上看，整個(gè)換熱器只發(fā)生一根管束泄露說(shuō)明此管束疑似在制造安裝中存在安裝缺陷，導(dǎo)致缺陷管束在正常發(fā)汽過(guò)程中存在輕微振動(dòng)中引起鋸管，導(dǎo)致管束整體斷裂。

圖3 換熱器試壓泄露管束用泄漏圖片

3.3 故障原因分析

分析E-1750 循環(huán)柴油換熱器管束存在制造安裝缺陷，在使用過(guò)程中管束因振動(dòng)疲勞導(dǎo)致鋸管發(fā)生斷裂

4 結(jié)語(yǔ)

循環(huán)柴油蒸汽發(fā)生器泄漏振動(dòng)可通過(guò)蒸汽發(fā)生器用水量和發(fā)汽量對(duì)比，水在目前循環(huán)柴油運(yùn)行工況下氣化狀態(tài)，分餾塔頂水包界控閥開(kāi)度進(jìn)行判斷處理。