影響裂解爐自產(chǎn)超高壓蒸汽的原因分析及對(duì)策

徐子棟（中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司烯烴廠 江蘇 南京 210048）

一、引言

作為石油化工產(chǎn)業(yè)鏈的核心，乙烯裝置是能源消耗的大戶，理應(yīng)承擔(dān)重要的節(jié)能責(zé)任。在乙烯能耗構(gòu)成中，蒸汽消耗是僅次于燃料消耗的重要組成部分，約占總能耗的15%。乙烯裝置所使用的蒸汽等級(jí)多、數(shù)量大，蒸汽系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡直接影響著裝置能耗的高低。其中，超高壓蒸汽（SS）作為蒸汽系統(tǒng)中壓力和溫度等級(jí)最高的部分，一方面承擔(dān)著驅(qū)動(dòng)裝置核心動(dòng)設(shè)備的責(zé)任，另一方面通過減溫減壓器維持蒸汽系統(tǒng)各級(jí)管網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其發(fā)生裝置為水汽輔鍋和裂解爐廢鍋。由于裂解爐自產(chǎn)SS的熱源為裝置余熱，所以優(yōu)化裂解爐自產(chǎn)SS系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)乙烯裝置的節(jié)能降耗都有著重要意義。

二、裝置概況

揚(yáng)子石化公司烯烴廠乙烯裝置共有14臺(tái)裂解爐，型號(hào)分別為：SRT-Ⅰ、GK-Ⅵ、CBL-Ⅵ、SRT-Ⅳ、SL-Ⅱ。通常情況下，安排3臺(tái)裂解爐投用氣相原料，8裂解爐投用液相原料。超高壓蒸汽由各臺(tái)裂解爐的廢熱鍋爐系統(tǒng)發(fā)生，并在裂解爐對(duì)流段內(nèi)過熱后并入管網(wǎng)。2011年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，所有裂解爐的總發(fā)氣量為設(shè)計(jì)值的83.6%。

三、影響裂解爐自產(chǎn)超高壓蒸汽的原因分析

1.裂解爐負(fù)荷

裂解爐投料負(fù)荷決定了裂解爐整體熱負(fù)荷的大小，進(jìn)而影響自產(chǎn)SS量。以裂解爐BA1105（SL-Ⅱ型）的運(yùn)行數(shù)據(jù)為例，可以看出投料量與自產(chǎn)SS量的關(guān)系（圖1）。

圖1 裂解爐BA1105投料量對(duì)自產(chǎn)超高壓蒸汽量的影響

受到原料供應(yīng)、市場(chǎng)需求和裝置狀態(tài)等多種因素的影響，在線運(yùn)行的裂解爐負(fù)荷難以達(dá)到設(shè)計(jì)值。對(duì)各臺(tái)裂解爐在線運(yùn)行的負(fù)荷情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，液相進(jìn)料爐負(fù)荷一般為設(shè)計(jì)值的87%左右，而氣相進(jìn)料爐的負(fù)荷不到設(shè)計(jì)值的70%。

2.高壓調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏

裂解爐SS發(fā)生系統(tǒng)中使用的高壓調(diào)節(jié)閥主要有：鍋爐給水調(diào)節(jié)閥、汽包間斷排污閥、超高壓蒸汽放空閥以及蒸汽減溫器閥，這類閥門運(yùn)行環(huán)境為高溫、高壓、大差壓。由于工藝介質(zhì)流經(jīng)閥體時(shí)流速較快，在運(yùn)行過程中易發(fā)生汽蝕、沖刷、振動(dòng)等現(xiàn)象，在閥門頻繁開關(guān)以及小開度操作時(shí)上述現(xiàn)象尤為明顯。對(duì)某時(shí)段內(nèi)各裂解爐發(fā)氣、排污和高壓閥門狀態(tài)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)高壓閥門內(nèi)漏特別是汽包間斷排污閥的內(nèi)漏是致使裂解爐排污量升高的主要原因，而較高的排污量會(huì)嚴(yán)重影響超高壓蒸汽的發(fā)生。

3.廢熱鍋爐運(yùn)行周期

隨著廢熱鍋爐運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，SS發(fā)汽量不可避免地降低。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，裂解爐運(yùn)行末期的發(fā)氣量比初期減少約10%，尤其是SL-Ⅱ型爐（BA1102至BA1105）的廢鍋發(fā)汽量更是減少了20%左右。

4.廢熱鍋爐清焦質(zhì)量

廢熱鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行后結(jié)焦會(huì)直接降低SS發(fā)生量。目前，廢熱鍋爐的清焦有兩種方式：水力清焦和在線燒焦。將清焦后廢熱鍋爐的發(fā)氣效率與設(shè)計(jì)值以及歷史最優(yōu)值進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)廢熱鍋爐清焦質(zhì)量較差可使發(fā)氣量最多減少20%。

四、采取的措施和對(duì)策

1.提高裂解爐投料負(fù)荷

先后實(shí)施煉油廠液相丙烷、芳烴廠歧化干氣和乙烯裝置自產(chǎn)丙烷引入裝置作裂解原料的改造項(xiàng)目，從而使兩臺(tái)氣相原料爐（BA107、BA108）的負(fù)荷由不足70%提高到80%以上，SS發(fā)汽量增加約15.5t/h。

2.降低汽包間斷排污閥內(nèi)漏率

建立汽包排污狀況日?qǐng)?bào)表，細(xì)化特殊調(diào)節(jié)閥操作規(guī)程，同時(shí)科學(xué)制定閥門檢修或調(diào)校周期，加強(qiáng)高壓閥門內(nèi)漏判斷方法的培訓(xùn)。對(duì)于部分壓差較大的閥門設(shè)置上游手動(dòng)閥，通過調(diào)整上游閥開度避免調(diào)節(jié)閥的過度沖刷。

3.監(jiān)控廢熱鍋爐運(yùn)行周期，提高清焦質(zhì)量

建立長(zhǎng)運(yùn)行周期廢熱鍋爐監(jiān)控臺(tái)賬，制作水力清焦驗(yàn)收卡片和在線燒焦操作卡片。實(shí)施后，廢熱鍋爐上線初始溫度平均降低10℃，部分裂解爐的初始發(fā)氣量達(dá)到歷史最高值。

五、結(jié)語

針對(duì)乙烯裝置裂解爐自產(chǎn)超高壓蒸汽量偏低的問題，進(jìn)行了一系列排查和分析，采取了一些切實(shí)可行的技術(shù)和管理措施。經(jīng)過一段時(shí)間的觀察，裂解爐超高壓蒸汽的發(fā)生量得到了明顯的提高，裝置能耗進(jìn)一步降低，運(yùn)行管理水平也得到了提升。