新型油漿蒸汽發(fā)生器在催化裂化裝置的應用

蓋小廠，吳 鵬

(東營市海科瑞林化工有限公司，山東 東營 257000)

新型油漿蒸汽發(fā)生器在催化裂化裝置的應用

蓋小廠，吳 鵬

(東營市海科瑞林化工有限公司，山東 東營 257000)

對公司內(nèi)催化裂化裝置新型油漿蒸汽發(fā)生器的使用及運轉(zhuǎn)情況進行簡要闡述，新型油漿蒸汽發(fā)生器采用撓性焊接密封環(huán)，設備投用后，運行平穩(wěn)性良好。

催化裂化；油漿蒸汽發(fā)生器；撓性焊接密封環(huán)

1 油漿蒸汽發(fā)生器簡介

油漿蒸汽發(fā)生器在石油煉化企業(yè)催化裂化裝置中節(jié)能方面有著重要的地位；它主要是利用催化工藝過程中產(chǎn)生的高溫液體的能量轉(zhuǎn)化為蒸汽中的能量生產(chǎn)蒸汽的目的。來自催化分餾塔底部的高溫油漿自油漿蒸汽發(fā)生器的管層流過，與殼層通過的軟化水進行熱量交換，軟化水吸收高溫油漿的熱量，產(chǎn)生蒸汽，達到節(jié)能的目的。

油漿蒸汽發(fā)生器屬于管殼式換熱器；管殼式換熱器是一種標準的換熱設備，在煉油、化工、動力等各領域中均勻普遍應用，尤其是在高溫高壓及大型換熱設備中應用更為明顯。常用的管殼式換熱器油有兩種：固定式、浮頭式。

(1)固定式換熱器：換熱器、管板與外殼的連接均為剛性連接；換熱器的換熱管束連接在官板上，管板分別焊在外殼的兩段。固定式管板換熱器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的優(yōu)勢；但是由于剛性連接，此類換熱器溫差應力承受力稍差，一般僅適用于殼層壓降及溫差應力范圍不高的工況下。

(2)浮頭式換熱器：此類換熱器的換熱管束一端固定于管板上面，另一端固定在浮頭管板上，由于浮頭管板與浮頭蓋之間的螺栓連接，使得殼體內(nèi)部形成可自由移動的浮頭。因此在換熱器各部分不會因溫差增大而產(chǎn)生溫差應力；浮頭式換熱器常用于壓力及溫度波動較大的工況，但制造稍微復雜，成本相對較高。

2 油漿蒸汽發(fā)生器新技術介紹

2.1 油漿蒸汽發(fā)生器泄露原因簡介

油漿蒸汽發(fā)生器發(fā)生泄露主要有兩類原因：操作條件(使用狀態(tài))造成影響及產(chǎn)制造過程的失誤造成影響。

操作條件造成影響主要包括：(1)溫差應力影響：由于使用過程中，油漿蒸汽發(fā)生器由于管層、殼層使用溫度計壓力差異過大，不同部位換熱膨脹量不同，管頭焊縫受力不均會產(chǎn)生溫差應力；(2)硫腐蝕：油漿中的硫會對設置造成高溫硫腐蝕，影響設備正常使用；(3)高溫腐蝕：高溫工況下，會造成管板及焊縫的過氧化，消弱了管板及焊縫強度，產(chǎn)生微小裂紋。

生產(chǎn)制造過程中主要為制造不規(guī)范、沒有嚴格按照相關標準進行制造引起的制作缺陷。

在催化裂化裝置實際開工過程中，油漿蒸汽發(fā)生器泄露事宜的主要因為：

(1)催化裂化裝置開工過程中，中壓系統(tǒng)壓力波動太大，易造成封頭泄露。

(2)現(xiàn)場泄露時，開工保運人員未能及時處理，出現(xiàn)問題。

(3)催化裂化裝置開工過程中，油漿蒸汽發(fā)生器熱勁處理不到位。

2.2 新型油漿蒸汽發(fā)生器介紹

東營市海科瑞林化工有限公司160萬t/a清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置，采用中國石油大學(華東)專利技術，由中國石油工程建設公司華東設計分公司設計。其中油漿蒸汽發(fā)生器為該裝置關鍵設備，由于熱應力作用，管板容易開裂；浮動管板各管程之間溫差梯度比較大，尤其是進口與出口間溫差較大，溫度應力比較大，變形量較大，普通墊片難以有效進行補償，最終難以密封。若蒸汽發(fā)生器發(fā)生泄露，則會導致殼層水進入管程油漿內(nèi)，水汽化產(chǎn)生的蒸汽隨之進入催化裂化分餾塔內(nèi)，引起分餾塔壓力波動，影響裝置的正常操作。

為降低油漿蒸汽發(fā)生器泄露的風險，東營市海科瑞林化工有限公司160萬t/a清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置的油漿蒸汽發(fā)生器中采用專利產(chǎn)品撓性焊接密封環(huán)。撓性焊接密封環(huán)與其他密封環(huán)相比有如下優(yōu)勢：

(1)焊接密封可以保證100%密封效果，避免引起殼層水進入油漿，產(chǎn)生氣化進入分餾塔，引起塔內(nèi)壓力波動，從而在一定程度上保障催化裂化裝置的操作連續(xù)性。

(2)撓性焊接密封環(huán)在油漿蒸汽發(fā)生器的使用，發(fā)揮了密封環(huán)的優(yōu)勢，其本身具有撓性，可以更好的補償浮動管板的變形，起到密封的作用。

2.3 油漿蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)

東營市海科瑞林化工有限公司160萬t/a清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置油漿蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖見圖1所示。圖1中右側(cè)為撓性焊接密封環(huán)位置，通過在油漿蒸汽發(fā)生器中使用撓性焊接密封環(huán)，減少應力的產(chǎn)生，發(fā)揮撓性焊接密封環(huán)的密封優(yōu)勢，使得設備密封效果增強，與不采用撓性密封環(huán)常規(guī)蒸汽發(fā)生器相比，新型油漿蒸汽發(fā)生器降低的了工作過程中應力的產(chǎn)生，增強了設備密封效果，減少裝置運行過程中設備泄露情況的發(fā)生，延長設備操作周期，以保證催化裂化裝置長周期運行的需要。

圖1 油漿蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 60萬t/a清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置油漿蒸汽發(fā)生器現(xiàn)場設備照片

新型油漿發(fā)生器為釜式換熱器，為華東設計分公司專利設備，區(qū)別于常規(guī)的換熱器，消除了汽液相變對于換熱管、管板等部位的膨脹和應力沖擊。具有操作更加靈活，調(diào)整速度快等特點。

3 油漿蒸汽發(fā)生器運行情況

3.1 工藝參數(shù)

160萬噸/年清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置油漿蒸汽發(fā)生器工藝參數(shù)見表1。

表1 160萬t/a清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置油漿蒸汽發(fā)生器工藝參數(shù)

表1(續(xù))

3.2 運行情況簡介

160萬t/a清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置油漿蒸汽發(fā)生器實際運行效果如圖3所示：

圖3為東營市海科瑞林化工有限公司160萬噸/年清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置油漿蒸汽發(fā)生器最近一年內(nèi)運行數(shù)據(jù)變化趨勢(2015年10月停工檢修，設備未運行)。由圖3容易看出在較長時間范圍內(nèi)油漿蒸汽發(fā)生器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性較好，油漿工作溫度、工作壓力到水的工作溫度、工作壓力，均保持了良好的穩(wěn)定性，從而滿足的裝置長周期運行的需要。

圖3 160萬t/a清潔油品聯(lián)產(chǎn)烯烴裝置油漿蒸汽發(fā)生器運行效果統(tǒng)計

4 結(jié)論

通過使用新型蒸汽發(fā)生器，降低了催化裂化裝置油漿蒸汽發(fā)生器泄露情況的發(fā)生，新型蒸汽運轉(zhuǎn)效果良好，裝置運行平穩(wěn)，增強了設備的可靠性，延長設備運行周期，對保證催化裂化裝置長周期運行起到了積極的作用。

[1] 林罡明.油漿蒸汽發(fā)生器管板開裂原因分析及技術改造[J].科學技術與工程，2012,12(7)：1603-1606.

[2] 賀大偉.油漿蒸汽發(fā)生器熱應力計算及密封性能研究[D].大連：大連理工大學：2007.

(本文文獻格式：蓋小廠，吳 鵬.新型油漿蒸汽發(fā)生器在催化裂化裝置的應用[J].山東化工，2016，45(14)：77-78，80.)

2016-05-18

TE624.4+1

A

1008-021X(2016)14-0077-02