實現(xiàn)裂解爐長周期高效運行的措施

摘 要：裂解爐設(shè)備在實際運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障問題，由于該類型設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，因此一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，工作人員對其進行故障檢修作業(yè)會耗費大量的時間。針對這種情況，工作人員制定了很多設(shè)備優(yōu)化方案來有效地實現(xiàn)裂解爐設(shè)備的長周期高效穩(wěn)定的運行，希望筆者針對這些優(yōu)化方案所提出的一些淺薄的意見和建議可以對從事乙烯裂解工作的相關(guān)人員提供一些新的思考方向。

關(guān)鍵詞：裂解爐；長周期高效運行；措施分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.092

0 引言

裂解爐設(shè)備在國內(nèi)很多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)都有著非常廣泛的應(yīng)用，并且在實際應(yīng)用中也取得了不錯的成效。為了可以進一步提高裂解爐設(shè)備的生產(chǎn)運行效率，工作人員采取了很多的優(yōu)化措施，如定期排查、水質(zhì)管理、特護管理、提高熱效率、控制運行負荷、優(yōu)化燒焦周期、引進先進技術(shù)等等，這些優(yōu)化措施也是筆者將要與大家進行分享和探究的主要內(nèi)容。

1 裂解爐概述

裂解爐設(shè)備主要是用來對烴類物質(zhì)進行裂解反應(yīng)，該設(shè)備是乙烯裂解裝置中非常重要的機械設(shè)備。由于裂解爐設(shè)備所輸送的集中具有易泄露、高溫、易燃、易堵塞、高壓、易爆炸等特征，因此保障該設(shè)備長期高效穩(wěn)定運行也是工作人員的重要工作任務(wù)。目前市場上比較常見的裂解爐有SRT裂解爐、KTI GK裂解爐、Pyrocrack裂解爐、CBL裂解爐、USC裂解爐、毫秒裂解爐等幾種不同類型的裂解爐，工作人員可以結(jié)合乙烯生產(chǎn)作業(yè)的具體要求選擇最合適的裂解爐，以求能夠長期高效地維持生產(chǎn)作業(yè)的正常運行[1]。

2 高效運行措施分析

2.1 定期排查

（1）彈簧支架。為了確保裂解爐能夠長期處于正常運行的狀態(tài)，工作人員應(yīng)當定期對裂解爐設(shè)備中的彈簧支架結(jié)構(gòu)進行排查，具體排查流程如下：先對裂解爐設(shè)備中的限位塊進行拆除，然后再檢查指示標是否存在卡阻現(xiàn)象，最后對彈簧支架的位移量進行測量，判斷其是否能夠達到設(shè)計要求，若工作人員在對彈簧支架排查的任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常都應(yīng)該及時地對其進行處理，避免因彈簧支架局部異常問題而導(dǎo)致裂解爐的運行出現(xiàn)故障問題。

（2）耐火襯里。裂解爐設(shè)備的爐體外壁溫度過高也會導(dǎo)致裂解爐發(fā)生運行故障，超溫現(xiàn)象主要體現(xiàn)在裂解爐的檢修門、膨脹縫、看火孔、爐管出口等位置，造成這些局部超溫現(xiàn)象的主要原因是裂解爐設(shè)備內(nèi)壁的襯里材料存在質(zhì)量問題或者規(guī)格不合理等等。為了盡可能地減少裂解爐設(shè)備在實際應(yīng)用中因局部超溫而引發(fā)耐火襯里材料老化、變形等情況的發(fā)生，工作人員需要定期使用紅外設(shè)備對裂解爐設(shè)備進行全面的檢測，并且將檢測結(jié)果進行總結(jié)和分析，從而進一步提高裂解爐運行的高效性和穩(wěn)定性。

（3）燃燒狀態(tài)。工作人員還需要每天對裂解爐燒嘴位置處的燃燒狀況進行檢查，若發(fā)現(xiàn)裂該位置處出現(xiàn)火焰偏黃色、產(chǎn)生黑煙、剛度不足等問題時，則說明裂解爐設(shè)備的生產(chǎn)運行已經(jīng)出現(xiàn)了故障問題。針對此情況，工作人員應(yīng)當在第一時間內(nèi)對裂解爐展開系統(tǒng)性的排查工作。具體如下：第一，對裂解爐設(shè)備內(nèi)部的燃料系統(tǒng)進行檢查，判斷燃料系統(tǒng)中是否存在帶液現(xiàn)象；第二，對裂解爐設(shè)備的風門開度進行排查，找出風門是否存在卡澀問題；第三，對燒嘴孔內(nèi)進行細致地排查，判斷其內(nèi)部是否出現(xiàn)堵塞、燒損等問題[2]；第四，定期對燃料氣管道進行質(zhì)量檢查，確保燃料氣管道在實際使用過程中能夠體現(xiàn)出良好的暢通性；第五，定期對裂解爐設(shè)備中入口處和出口處的溫度進行記錄，將其控制在合理的溫度范圍以內(nèi)。

2.2 水質(zhì)管理

水質(zhì)管理工作也是維持裂解爐設(shè)備可以長期處于高效運行狀態(tài)的重要措施之一，工作人員需要每天對裂解爐設(shè)備中的熱鍋爐進行一次排污處理，將熱鍋爐廢水中的雜質(zhì)進行清理，對水質(zhì)進行更換，確保爐內(nèi)水質(zhì)的PH值、鈉離子含量、磷酸根離子含量都能夠達到設(shè)計標準，通過這種方式可以有效地提高熱鍋爐自身的換熱效果，提高裂解爐設(shè)備的運行效率。

2.3 特護管理

從字面上來看，特護管理主要是企業(yè)建立獨立的特護團隊用于加強對裂解爐設(shè)備日常運行的管理力度，特護管理人員的主要工作內(nèi)容便是每天對裂解爐設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)進行巡檢，對工作人員的生產(chǎn)行為進行規(guī)范化，對生產(chǎn)作業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行及時地記錄和總結(jié)，以此來進一步減少裂解爐設(shè)備在生產(chǎn)運行過程中的故障問題。

2.4 提高熱效率

（1）降低排煙溫度。從技術(shù)的層面上來說，裂解爐設(shè)備排煙溫度越低，則裂解爐設(shè)備的生產(chǎn)效率就越高。因此工作人員常常會對裂解爐設(shè)備中的排煙溫度進行控制，由于漏點溫度的高低是由裂解爐設(shè)備中燃氣材料中的含硫量所決定的，為了可以更好地減少煙氣腐蝕等情況的發(fā)生。工作人員需要將排煙溫度控制在漏點問題以上，這樣不僅可以減少煙氣漏點腐蝕，還可以顯著提高裂解爐設(shè)備的換熱效率。

（2）控制空氣系數(shù)。合理地控制空氣系數(shù)也可以有效地提高裂解爐設(shè)備的生產(chǎn)效率，根據(jù)相關(guān)試驗數(shù)據(jù)我們可以得知，當裂解爐設(shè)備燒嘴內(nèi)部所含有的空氣量為10%時，適當?shù)卦黾涌諝饬靠梢蕴岣呷剂蠚獠牧系娜紵剩瑫r也還會在一定程度上提升排煙溫度，從而間接性地導(dǎo)致熱量損失。綜合計算可得，燒嘴內(nèi)空氣量每提升1%，則裂解爐設(shè)備的熱效率變化降低0.2%。因此工作人員需要結(jié)合裂解爐設(shè)備的實際生產(chǎn)運行情況將空氣系數(shù)控制在合理的范圍之內(nèi)，以求能夠提高裂解爐設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)的高效性。具體要點如下：第一，對于裂解爐設(shè)備中拱頂位置處，工作人員可以將空氣中的含氧量控制在2%-3%范圍內(nèi)，而對于一些具有良好密封性能的爐體，工作人員可以將器內(nèi)部的空氣含氧量控制在1%-2%范圍內(nèi)；第二，盡可能地提高裂解爐設(shè)備自身的密封性能，減少熱量損失；第三，將裂解爐設(shè)備在運行時所承受的爐體壓力控制在合理的范圍之內(nèi)，以-20Pa—-50Pa范圍內(nèi)為最佳[3]。

（3）減少散熱損失。裂解爐設(shè)備內(nèi)的耐火襯里所體現(xiàn)出的隔熱效果直接影響著爐體內(nèi)的熱量損失，因此工作人員可以通過以下措施來有效地降低爐體的熱量損失情況：第一，選擇具有良好耐火性能的襯里材料，裂解爐設(shè)備的外壁溫度一般需要控制在82℃以下。目前市場上比較常見的保溫材料有派羅塊等等，工作人員可以結(jié)合裂解爐設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)的具體要求選擇最佳的保溫材料，將爐體內(nèi)的散熱損失控制在總熱量的2%-4%，以求能夠?qū)崿F(xiàn)該設(shè)備的長期高效運行；第二，加強對裂解爐設(shè)備耐熱襯里的質(zhì)量控制，嚴格按照設(shè)計圖紙中所規(guī)定的要求和標準來完成耐熱襯里的制作工序，從而有效地減少因耐熱襯里質(zhì)量問題而引發(fā)的裂解爐設(shè)備運行故障。

2.5 控制運行負荷

在裂解爐設(shè)備處于正常運行的狀態(tài)時，常常會出現(xiàn)運行負荷不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這種情況的普遍發(fā)生會造成裂解爐設(shè)備的熱效率顯著降低。根據(jù)裂解爐設(shè)備運行經(jīng)驗我們可以判斷出運行負荷過高或者過低都會對裂解爐設(shè)備的生產(chǎn)效率產(chǎn)生負面影響，因此工作人員需要嚴格地將運行負荷控制在設(shè)計標準中所規(guī)定的運行負荷范圍之內(nèi)，以此來維持該設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。

2.6 優(yōu)化燒焦周期

由于裂解爐設(shè)備的正常運行通常會伴隨著高溫現(xiàn)象，而生產(chǎn)原材料在高溫條件下會出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，生成自由基，長此以往裂解爐設(shè)備爐體內(nèi)壁便會逐漸形成結(jié)焦現(xiàn)象。隨著結(jié)焦現(xiàn)象的產(chǎn)生，爐內(nèi)的熱阻值會隨之增大，而熱效率則會相應(yīng)減小，裂解爐設(shè)備運行所需要的燃料氣材料的用量也會逐漸增加，大量的燃料氣裂解后又會進一步加快爐體內(nèi)結(jié)焦的速度，從而形成一種惡性循環(huán)。針對這種情況，工作人員應(yīng)當根據(jù)裂解爐設(shè)備的生產(chǎn)要求設(shè)定合理的結(jié)焦周期設(shè)計值，當裂解爐設(shè)備爐體內(nèi)部的結(jié)焦程度超過該設(shè)計值時，工作人員便需要及時地對裂解爐設(shè)備進行停止運行，然后對該設(shè)備進行燒焦處理。通過這種方式來有效地減少爐體內(nèi)發(fā)生結(jié)焦堵塞故障問題的概率，提高裂解爐設(shè)備的熱效率[4]。

2.7 引進先進技術(shù)

爐管加熱技術(shù)主要是指工作人員在裂解爐設(shè)備的爐管內(nèi)安裝一些不同形狀的傳熱片，其主要目的是為了增加裂解爐設(shè)備內(nèi)部的換熱面積、改變裂解爐設(shè)備內(nèi)介質(zhì)的流態(tài)，同時還可以在一定程度上抑制裂解爐設(shè)備內(nèi)結(jié)焦的效率，降低爐管內(nèi)壁的溫度，延長裂解爐設(shè)備的運行周期，大幅度減少燃料氣材料的消耗量，有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3 結(jié)束語

雖然裂解爐設(shè)備就目前而言還存在著一些缺陷問題有待進一步改善，但是其在乙烯裂解工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中所起到的關(guān)鍵性作用也是我們所不可否認的。隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，筆者相信裂解爐設(shè)備一定會在未來幾年內(nèi)取得巨大的性能突破，從而為國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域創(chuàng)造出更大的價值，推動工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的未來成長和進步，這也是我們所期望看到的結(jié)果。

參考文獻：

[1]婁占峰，鐘國財.裂解爐長周期運行的影響因素及優(yōu)化措施[J].石油和化工設(shè)備，2014，17（09）：149-150.

[2]朱俊樺，曾淼洋，邵杰鋒等.乙烯裝置裂解氣壓縮系統(tǒng)長周期運行存在的問題[J].石油石化綠色低碳，2018，3（04）：136-142.

[3]柳華盛.裂解爐長周期運行的探索與研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018

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[4]楊貴君.乙烯裂解裝置達標運行分析[J].煉油與化工，2016，27

（06）：120-122.

作者簡介：龔玫（1966-），女，江蘇蘇州人，大專，助理經(jīng)濟師，主要從事保溫耐火材料計劃采購工作。