加氢反应进料加热炉存在的问题及改进措施
工业炉
石油化工设备技术, 2000, 21(2) ・28・Petro 2Chem ical Equ i pm en t T echno logy
加氢反应进料加热炉存在的问题及改进措施
徐守维
中国石油锦州石油化工公司 121001
摘 要 介绍了加氢反应进料加热炉存在的问题, 对空气预热器露点腐蚀以及支撑管柱断裂的原因进行了分析, 并提出了改进措施。
关键词 空气预热器 露点腐蚀 支撑管柱
1 概况
锦州石化公司800k t a 柴油加氢装置于1995
年10月投产。该装置中的加氢反应进料加热炉为卧管立式炉, 双面辐射炉管布置在炉膛中间用5组10根ZG 4C r 25N i 20管柱支撑固定。油品入炉温度较高, 设计值为35315℃, 为提高热效率, 降低排烟温度, 对流室上部设置两台空气预热器。为提高管束耐低温露点腐蚀能力, 延长使用寿命, 采用ND 钢管束。2 存在问题
1999年5月该装置进行大修, 在加热炉检修中
露点温度处也就不会产生低温露点腐蚀。但是管束泄漏后, 空气与烟气相混合, 排烟温度的降低反而加剧了空气预热器管束的腐蚀。大量腐蚀产物沉积在预热器管束的入口端, 烟气排出阻力增大, 部分烟气在辐射室内形成涡流, 反复冲刷炉内靠空气预热器入口处衬里, 造成部分陶纤毡脱落, 进而少部分烟气进入岩棉板接缝处, 产生穿透性裂缝, 冲刷炉壁内侧, 同样产生低温露点腐蚀。
b ) 辐射炉管共有5组支撑管柱, 如图1所示。中间一组支撑管柱位于对流室下方, 最外侧两组支撑管柱的上方设有防雨帽, 断裂的两组支撑管柱位于对流室弯头箱的正下方, 其上套管被140mm 高的槽钢所组成的钢梁所包围(见图2) 。下雨时, 雨水沿操作平台与对流室弯头箱间隙流下, 落到钢梁所包围管柱区域内, 由于同侧套管高度上具有差异, 故当雨量较大时, 雨水将漫过相对较低套管外堰, 沿支撑管柱内壁下流, 炉膛内温度高达500℃以上, 支撑管柱管壁上下受热不均, 发生断裂。4 解决措施
a ) 在1998年初就已发现空气预热器管束泄漏, 为避免泄漏后冷凝液下流从而造成对翅片管的腐蚀, 故停开鼓风机, 同时备用两台新ND 钢管束。大修后, 投用柴油 空气加热器, 用出装置223℃柴油将入预热器空气加热到130℃以上, 使其高于烟气
收稿日期:1999207202
作者简介:徐守维, 1995年毕业于抚顺石油学院化工机械与设备专业。在锦州石化公司炼油二厂设备科从事设备管理工作, 助理工程师。
发现:
a ) 空气预热器已严重腐蚀, 空气入口管束端腐
蚀所产生的黄色硫酸盐及亚硫酸盐混合物沉积在对流室上部齿形翅片管上, 最厚处约10c m , 空气预热器管束由入口端至出口端腐蚀状况逐渐减弱。辐射室东北侧炉壁已腐蚀减薄。
b ) 对流室两侧弯头箱下部各有一根支撑管柱断裂。
3 原因分析
a ) 燃料气中含有硫组分, 硫燃烧生成二氧化硫,
其中少量的二氧化硫又进一步氧化生成三氧化硫, 与烟气中的水蒸汽结合形成硫酸。空气以常温进入空气预热器, 含有硫酸的水蒸汽在管束壁温低于烟气露点温度处凝结, 产生低温露点腐蚀。此外, 冷凝液还会使烟灰附着沉积在管壁受热面上。积灰的存在不仅增加了管壁热阻, 降低了传热效果, 而且还增加了烟气侧的流动阻力, 加剧了ND 钢管束的腐蚀。空气入预热器后, 温度逐渐增加, 管壁温度高于烟气
第21卷第2期徐守维. 加氢反应进料加热炉存在的问题及改进措施・29・
露点温度。投用后, 在原工艺条件不变的前提下, 燃料气耗量明显减少, 燃烧火嘴数量由大修前的12个减少到7个, 热效率大为提高。
b ) 在发生断裂的管柱套管外围靠弯头箱内侧炉壁上加100mm 高档水堰, 阻止对流室弯头箱与
图1
支撑管柱布置图
操作平台间隙的雨水进入。同时在辐射室斜肩处钢梁上开1个
a ) 应采取一切可能措施提高空气预热器入口空气温度, 使其管壁温度高于烟气露点温度, 防止发生低温露点腐蚀的可能性, 同时又减少积灰的可能性。处理设备腐蚀问题, 不应单纯地追求材质的升级, 而是应该从工艺等多方面加以综合考虑。
b ) 热负荷较大的加热炉, 设计时可考虑空气预
图2 支撑管柱顶部放大图
1—炉外壁; 2—套管; 3—支撑管柱; 4—盖板; 5—挡板
热器与对流室分开布置。避免空气预热器泄漏后, 酸性冷凝液下流进一步腐蚀对流室管束, 停开鼓风机, 势必影响加热炉的整体燃烧效果。
・技术信息・
使用量已占冷、热水输送管用量的35%和38%。国内已于
1997年研制成功交联聚乙烯管, 并已在上海、汕头建成两
交联聚乙烯管发展前景广阔
交联聚乙烯管是在其聚乙烯分子链之间通过辐射交联、过氧化物交联、偶氮交联或硅烷交联等方法而形成的化学交联链, 由此构成立体三维网状结构而制成的管材。这种管材的技术指标和综合性能均大大优于目前使用的镀锌铁管、铜管、塑料管和复合管材, 在制造过程中不需要添加增塑剂, 材质不会发生霉变, 无毒无害无污染, 耐热隔热性能好, 耐化学品腐蚀, 抗蠕变强度高, 安装施工方便。
国外近年来交联聚乙烯管的使用量不断增加, 在欧洲就已占全部管材市场用量的43%左右, 在韩国和日本, 其
套生产装置。开始在国内一些行业中推广应用。建设部将这种管材列为“国家小康住宅推荐产品”, 并作为1998年科技成果重点推广项目, 在当前国内有关部门限令建筑设计住宅淘汰使用镀锌铁管的情况下, 交联聚乙烯管材将成为具有市场竞争优势的替代产品。
目前, 交联聚乙烯管的应用领域主要有:建筑工程和市政工程的冷、热水管道, 污水处理或纯水处理管道, 食品工业中的牛奶、饮料、酒类输送管道, 石油、化工、石化等行业中的流体输送管道。由于交联聚乙烯管具有各种优异的物理和化学性能, 预计其应用领域还将不断拓展, 其市场前景十分广阔。
(川化集团公司 汪家铭供稿)
ABSTRACTS
fu rnace , Conversi on tube , Gas gathering tube , W elding fissu re , R eason analysis , R ep air on site
PETRO 2CH E M I CAL EQU IPM EN T T ECHNOLO GY
Started Pub licati on in 1980. B i m on th ly . M ar . 2000V o l . 21N o. 2
Keywords H ydrogen m anufactu ring converted Abstract T he ex isting p rob lem s of hydrogenated feed fu rnace are recomm ended . T he reason s of air dew po in t co rro ssin and suppo rt tube co lum n fractu re are analized .
Keywords A ir p reheater , D ew pon it co rro si on , Suppo rt tube co lum n
D EVELOP M ENT AND APPL I CAT I ON OF YL T Y PE FL UE GAS TURB INE
F ang W en . L anz hou w orks , P . C 730060
ref ined
che m ica l m ach ine
M ATER I AL STRUCTURAL PERFOM ANCE AND SERV I CE L IFE EVAL UAT I ON OF BURNED Cr 5M o FURNACE TUBE
Z hu J iang , X u che m ica l
li m ited
R u liang . L iability
Z heng
H a i
ref ined ref inery ,
co m p any ,
N ing bo , P . C 315207
Abstract B y m ean s of analysis on m aterial structu ral p erfom ance of bu rned C r 5M o tube of p rehydrogenated fu rnace fo r refo rm er , fu rnace is determ ined w hether can con tineou sly service o r no t . B y u se of L ashen 2m iller cu rve , the rem ainder life of fu rnace tube is esti m ated , the m ax i m um allow ab le op erati on tem p eratu re and allow ab le op erati on p ressu re are determ ined to secu re one o r several service p eri ods .
Keywords C r 5M o fu rnace tube , B u rned , M aterial p erfo rm ance , R em ainder life
INFL UENCE OF RAD I ANT TUBE S OOT ON HEAT EFF I C IENCY FOR TUBULAR FURNACE
D uan
Z i m ing .
Y an lian
ref inery
ind ustry
and
co m m erce g roup co m p any , P . C 727406
Abstract T he flue gas tu rb ine is the key equ i pm en t of energy recovery system in Catalytic crack ing un it of refinery .
A fter 300k W XL typ e Sm all pow er flue gas tu rb ine develop ed successfu lly in 1978, 6000～18000k W large pow er doub le stage flue gas tu rb ine are develop ed successfu lly in successi on . A nd they are app lied ex ten sively in each refinery th roughou t the coun try . T he app lied conditi on deno tes that the p erfo rm ance of YL typ e flue gas tu rb ine is fine , the op erati on is steady and the effect of energy saving is very no tab le . T he featu res of YL typ e flue gas tu rb ine are recom ended in th ree fields of design , m anufactu re and op erati on .
Keywords YL typ e flue gas tu rb ine , D evelopm en t and trial 2m anufactu re , Featu re
COM PUTER SI M ULATE AND TEST CONTRAST OF I M PELLAR T Y PE AGITAT ING REACT OR
W u L iz h i , etc . B eij ing P etroche m ica l institu te , P . C
Abstract B y m ean s of analysis on the influence of radian t tube soo t on heat efficiency , discu ssi on of soo t fo rm ati on , calcu lati on of heat efficiency and actual com p arison , everybody enhance
the
atten ti on
degree
is
rem inded
to the
concern ing
influence of radian t tube soo t on heat efficiency . Effective m easu res are adop ted to con tro l the soo t of radian t tube .
Keywords R adian t tube soo t , H eat efficiency , P reven ti on
EX IST ING PROB L E M AND I M PROVE M ENT OF HYD ROGENATED REACT I ON FEED FURNACE
X u S ho w ei . J inz hou p etroche m ica l co m p any , P . C
102600
Abstract Inp ellar typ e agitating reactoe has very w ide range of app licati on . Its in ternal flow com p u tati onal flow
of
flu id
m achan ics reacto r
m ethod ,
flow
is the is
com p licated th ree 2di m en si onal flow . B y m ean s of com p u ter num erical sci m u late of th ree 2di m en si onal
agitating
in ternal
conducted . T he sh ifting gride techno logy is adop ted in analytical calcu lati on . T h is m ethod dem ands no exp eri m en tal
data
assistance .
B y
m ean
of
121001