完善冷除焦系統設備設施消除裝置隱患增收創效

張國祥 盛 健 楊和平

（烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊830019）

0 簡述

我車間60萬噸/年延遲焦化裝置，于2000年設計2004年建成，冷除焦水系統采用敞開式排放，2012針對焦炭塔頂底蓋進行改造采用了自動化頂底蓋機系統。120萬噸/年延遲焦化裝置于2010年3月由北京設計院（SEI）設計，2011年9月建成，2011年10月試車成功。裝置公稱規模120萬噸/年，設計生焦周期為24小時，操作彈性為60%～120%，冷除焦水利系統采用密閉式和敞開式兩種方式復合。裝置正常生產期間均采用密閉方式冷焦，密閉方式可以有效的降低冷焦水水量蒸發所帶來的生產能耗，同時可對冷除焦水中的油組份進行回收回煉產生經濟效益，再者降低了冷焦水對周邊環境及人員的影響。然而裝置冷除焦系統設備故頻發對裝置長周期平穩安全運行造成了一定的困擾。為了有效降低冷除焦水利系統設備故障率剔除生產難題，我們針對冷除焦水利系統中存在的問題，提出了行之有效的解決方案，并加以實施保障了裝置長周期平穩生產。

1 問題查擺

我車間水利除焦系統設備故障突出點分布

1）冷焦放水線堵塞，導致放水操作無法實施密閉排放影響環境增加能耗。

2）焦炭塔底蓋機改造后，底蓋機輔助蒸汽在冬季冷凝結冰嚴重造成安全隱患。

2 調查分析及處理措施

2.1 冷焦放水線堵塞，導致放水操作無法實施密閉排放影響環境增加能耗

120萬噸年延遲焦化裝置于2012年底冷焦放水去D-402線管路發生焦粉堵塞，致使冷焦水密閉排放流程卡死失效，無法實現冷焦水的密閉排放。冷焦水改敞開式排放后冷焦水的蒸發量在一定程度上導致了冷除焦水的用量增大，每天均需要對冷焦水進行補充，根據計量統計補水量均在100t/d左右。其次冷焦水中含有一定的量的硫化物以及廢油和苯類致癌物，敞開排放后嚴重污染周邊空氣，不僅對人體健康產生危害，同時也嚴重污染周邊環境。導致管線堵塞原因主要是放水過程本質上是一個重力勢能轉化為動能的過程，在放水后期塔內介質勢能減小，其所轉化能夠推動冷焦水排除的動能便會隨之減小，進而冷焦水流速降低，再者綜合管路對流體產生的阻力，最終導致冷焦水中的焦粉逐次沉積粘附在管壁上最終導致管路發生堵塞。

表1 焦池內水分分析結果mg/L

2.2 管線堵塞處理措施及能效核算

圖1 120萬噸/年延遲焦化裝置冷焦水流程示意簡圖

針對冷焦放水線管線堵塞問題我們對原有的密閉放水線C-101/AB至D-402段進行了改造。將原來的管段連接形式由焊接改為了法蘭連接，這樣做即將整條管線分割成了多段。未改造之前管線作為整體，管線一旦堵塞清理工作工期長難度大，經過改造后的管線即便發生堵塞亦便于清理疏通，可有效保障冷焦水的密閉排放。通過此次改造既保障了生產又能使周邊環境不至惡化，其次降低生產能耗創造了更多的經濟效益。改造工程合計4.4萬元，材料費2.8萬元，人工費用1.6萬元。管線改造后每天的補水量僅為40t/d，與原來相比減少了近60t/d，按照新水3.0元/噸的價格計算，每天可節省180元，每年6.6萬元，一年內即可收回施工改造的成本，同時每年可節約2.2萬噸新水用量，切實做到了節能降耗增收創效的舉措。

圖2 冷焦放水線加法蘭前

圖3 冷焦放水線加法蘭后

2.3 焦炭塔底蓋機輔助蒸汽在冬季冷凝結冰嚴重造成安全隱患

60萬噸/年延遲焦化裝置在2012焦炭塔頂底蓋進行改造后于2013年開工。但是圍繞著底蓋機系統輔助蒸汽乏汽肆意無序排放造成的冬季結冰問題一直困擾裝置安全生產，同時對人員安全也存在著一定隱患。

圖4 60萬噸/年延遲焦化裝置塔底框架正面圖

圖5 60萬噸/年延遲焦化裝置塔底框架側面圖

底蓋機蒸汽氣路系統分為三路：J3路為八角墊密封蒸汽，J2為閥體吹掃蒸汽，J1為閥座吹掃蒸汽。我們所關注的引起乏汽肆意排放冬季結冰的是J1也就是閥座吹掃蒸汽（同時也是底蓋機閥板與閥座間的輔助密封蒸汽）。從設計理論上閥座閥板完全貼合密封時，閥座吹掃蒸汽不存在漏量，但實際上生產中由于閥板閥座的受熱存在差異，因此存在一定的形變，繼而乏汽泄漏是客觀存在的。由于焦炭塔內外存在差壓，塔內相對壓力高于塔外常壓，蒸汽的泄漏量更偏向于塔外，泄漏蒸汽在閥板箱內順著金屬導流管進入塔口除焦護筒之后便排向外界，繼而就出現了輔助蒸汽乏汽肆意排放冬季結冰的現象。

圖6 底蓋機輔助蒸汽分布圖

2.4 引流乏汽消除隱患

通過對底蓋機輔助蒸汽乏汽泄露的分析我們對焦炭塔底蓋機輔助蒸汽系統進行了改造，鋪設乏汽引流線。將金屬軟管下端法蘭由原來的與護筒連接改為與引流線連接。經過改造后，原來肆意無序排放的乏汽經過引流線冷凝直接排入焦池，一則徹底解決了乏汽肆意排放造成的焦炭塔塔底平臺冬季結冰帶來的安全隱患，二則乏汽冷凝后冷凝水進入焦池流進冷焦池，起到了回收效用。

圖7 底蓋機氣路系統改造前

3 效果驗證及總結

事實證明通過合理有效的改造措施，消除了潛藏在裝置內的生產及安全隱患，解決了冷除焦系統防水線堵塞和底蓋機輔助蒸汽肆意排放結冰的問題，為裝置安全生產打下了堅實的基礎，做到了節能降耗增收創效的目的。