催化裝置煙機—主風機組功耗波動分析及長周期運行建議

摘 要：影響催化裂化裝置長周期平穩運行和經濟效益的關鍵因素之一就是煙機-主風機組功耗。機組功耗波動的原因有很多，本文著重分析了空氣參數的變化、煙機本體結垢等影響因素，并經過大檢修煙機的拆解對分析結果進行驗證，對能量回收機組的長周期運行提出了一些建議。

關鍵詞：煙機；功耗；結垢

一、分析目的

截止至2019年5月30日，220萬噸/年催裂化裝置主風機電機輸出功率已突破10000KW，嚴重影響了催化裂化裝置的經濟效益，而冬季時電機最低輸出功率低至2800KW。因此需要對主風機耗功逐漸增加的原因進行分析，從中找到改善電機耗功情況的方法。

二、電機耗功的影響因素

（一）空氣參數變化

夏季、冬季的溫度變化會明顯影響空氣的運動粘度、動力粘度以及密度。運動粘度越小的流體其流動性越好。

動力粘度：μ隨氣溫上升而上升

空氣密度： 隨氣溫上升而下降

可推出結論，當氣溫上升時，μ上升， 下降，因此ν必然上升。

查數據可證明：當空氣在-20℃時，

氣溫低的時候，空氣運動粘度小，使其流動性要遠好于氣溫高的時候，即冬季主風機入口吸入空氣的效率要高于夏季。其次，夏季溫度高，空氣密度減小，可提供主風機壓縮的實際質量減小，不便于壓縮機進行吸入壓縮。為了滿足主風機出口壓力和流量，靜葉角度會相應開大，增大了電機功率輸出。

從合成氨壓縮機的一篇論文《降低壓縮機吸氣溫度對排氣量和功耗的影響分析》中“壓縮機一級吸氣溫度每降低10℃，供氣量約提高6.5%，單位供氣量的功耗約降低6%，同時隨著壓縮機一級吸氣溫度的降低，排氣溫度也隨之降低”一段論述可以看出，入口溫度降低，可明顯改善主風機的運行狀況，如下數據也可以反映著一點：

在處理量、雙動滑閥開度沒有明顯變化的情況下，主風機入口溫度升高，電機的電流和功率也有比較明顯的上升。

（二）YL23000B煙機結垢加重

選取2018年開工至今每個月時間點作對比，可以看到，煙機軸功率逐漸下降，電機電流和功率逐漸升高，雙動滑閥不斷開大。嘗試關小雙動滑閥、開大煙機入口調節蝶閥，來使煙氣多進入煙機進行做功，結果發現關小雙動滑閥后再生器壓力降低幅度很小。說明煙氣進入煙機的流通面積已經變窄。

煙機內部結垢可能發生的幾種情況：

1.煙機的動、靜葉片及進氣錐可能發生均勻結垢，改變流道的流通面積，導致出功減少；

2.煙機的動葉圍帶結垢，使動葉片頂磨損，導致煙機做功能力下降；

3.煙機進氣錐因煙機入口溫度超溫而變形，使進氣方向產生變化，導致煙機偏離理想做功條件；

三、煙機檢修解體驗證

2019年6月裝置大檢修對煙機解體后發現，進氣錐和煙機轉子的動、靜葉片根部結垢較明顯，質地松脆，垢片發紅，（說明煙氣中夾帶的催化劑的鐵離子含量超標，隨后化驗分析結果也驗證了這一點）；進氣錐導流體部位結垢不明顯，垢片質地偏軟，顏色發白，易松動脫落；動葉圍帶結垢不明顯，表面附著物基本為催化劑細粉，易脫落；

進氣錐和煙機轉子的動、靜葉片均勻結垢，使煙氣流通面積明顯減小，進入煙機做功的煙氣量明顯下降，導致煙機做功在不斷減少，電機出功不斷增多，電力消耗越來越嚴重；動葉圍帶沒有明顯結垢，因此動葉片頂幾乎沒有磨損，因此動葉片磨損導致煙機做功能力下降的假設不成立；進氣錐也沒有發生肉眼可見的變形量，因此因進氣錐超溫而變形導致煙機偏離理想做功條件的假設也沒有成立；

四、總結

催化裂化裝置的煙機-主風機組功耗波動主要因素還是以煙機內部的各部件結垢為主，環境氣溫變化為輔。因此為了催化裂化裝置的長周期平穩運行和經濟效益，要采取嚴格控制煙氣中催化劑濃度及粒度分布，保證輪盤冷卻蒸汽的品質及流量，監控煙機入口溫度不得超溫等有效措施，加強對機組的日常維護和管理工作，扎實檢修，實現平穩開停機工作。

參考文獻：

[1]沈丹，鄭愛國.《煙機結垢及磨損原因分析和預防措施》[J]，中外能源，2008，13（s1）：119-121

作者簡介：

顧國威（1991-），男，學歷：本科，現就職于中國石油天然氣股份有限公司遼陽石化分公司油化廠二聯合車間，擔任設備工程師一職，主要負責大機組及機泵等轉動設備的維護和檢修工作。