Shell瀝青氣化超高壓廢熱鍋爐本體大法蘭泄漏原因分析及解決措施

陳平平，胡德豪，馬學琪，邱麗生

(福建聯合石油化工有限公司，福建 泉州 362800)

圖1 焊唇密封結構示意

某石化公司的POX裝置(Partial Oxidation)采用Shell瀝青氣化工藝生產合成氣和氫氣。在氣化爐的出口，設置有一超高壓廢熱鍋爐(簡稱廢鍋)，用于將氣化反應生成的高溫合成氣降溫，同時副產超高壓飽和蒸汽。該POX裝置是國內規模最大、單爐負荷最高的瀝青氣化裝置，其配套廢鍋也是國內最大的。廢鍋制造商為德國某B公司。其工作原理為：將氣化爐過來的高溫高壓合成氣通過廢鍋的管束與廢鍋殼體中的水進行換熱，從而產出超高壓飽和蒸汽；同時合成氣被冷卻降溫。廢鍋的殼體設計溫度350 ℃，正常操作溫度約329 ℃；設計壓力16.68 MPa，操作壓力12.8 MPa。殼體的大法蘭直徑3 272 mm，采用焊唇密封。整個密封主要由螺栓(本文案例采用雙頭螺柱，下同)承受由內壓產生的軸向力。法蘭采用32根φ145 mm×1 405 mm的雙頭螺柱進行緊固，其密封結構如圖1所示。

該廢鍋自2009年開工投用以來，本體大法蘭多次出現焊縫泄漏，如圖2和圖3所示。當泄漏發生時，只能緊急制作專用卡具，用高溫膠臨時帶壓封堵，維持生產運行。隨著時間推移，泄漏量會逐步增大，最終不得不被迫停車。然而，即使停車后對廢鍋焊唇漏點及周邊進行修復，且PT檢測Ⅰ級合格，再次投料、短暫運行后還是會在原漏點周邊產生新的漏點。泄漏—堵漏—停車—修復—投料—泄漏，周而復始，嚴重影響裝置的長周期穩定運行。POX裝置是整個公司的公用工程島核心，擔負著公司大部分蒸汽與氫氣的外供任務。……