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1、 余热锅炉论文-高效声波吹灰器在催化裂化装置余热锅炉上的应用摘要:延安炼油厂 2.0Mt/a FCC 装置余热锅炉针对装置长期存在的排烟温度高,锅炉效率 较低问题,于 2010 年 5 月检修期间对锅炉吹灰器进行了改造,目前装置运行情况良好,锅炉排 烟温度明显降低,锅炉热效率提高。 关键词:锅炉;声波吹灰器;排烟温度;热效率 延长石油集团延安炼油厂 2.0Mt/a RFCC 装置于 2006 年 11 月建成投产,装置配套的两 台 89t/h 燃烧式 CO 余热锅炉,自投用以来,附属两套吹灰器运行情况较差,自 2007 年 4 月至 2010 年 5 月装置检修前期都无法正常运行,导致余热锅炉
2、积灰严重,影响锅炉受热面的传热 效果,降低了传热系数,排烟温度一直维持在较高水平,锅炉效率较低。锅炉原吹灰器虽然经 过多次维修,却一直未能有效的解决其运行问题,使其成为制约装置提高效益的瓶颈。2010 年 5 月装置大修期间对吹灰器进行了改造,更换为 BSK-5 声波吹灰器,截止 2010 年 8 月份运 行工况较好,锅炉排烟温度较改造前明显降低,蒸汽量有所上升,锅炉热效率明显提高。 1 余热锅炉简述 1.1 工艺技术 该催化裂化装置余热锅炉设计排烟温度值为 195,其主要热源来自反再系统产生的烟 气。高温烟气首先进入烟气轮机做功回收部分能量,然后进入 CO 余热锅炉,经燃料气引燃 CO 后与
3、水、汽进行换热,回收烟气剩余能量。同时预热外取热器、油浆换热器供水,过热装 置外取热器、油浆换热器产生的饱和蒸汽和自产饱和蒸汽,成为 420、4.0MPa 的中温中压 蒸汽供装置使用。 1.2 锅炉结构 CO 余热锅炉包括燃烧炉膛、水保护段、过热段、蒸发段和省煤段。锅炉为单锅筒自 然循环,露天布置,微正压运行,炉膛为方形绝热炉膛,烟气由下向上流动,炉膛内瓦斯燃烧器起 补然作用,在燃烧式两侧对冲布置,供风采用两台离心式鼓风机。水保护段布置在炉膛后上部 烟道中,过热器由高温段、低温段两级组成,省煤气为可分式布置。 为了防止锅炉受热面积灰 ,锅炉水保护段、蒸发段、过热段及省煤段均设有清灰设备, 以除
4、去换热管束上的积灰,提高换热效率。 2 存在的问题 催化裂化烟气中含有大量的催化剂细粉,由于静电吸附作用,造成大量催化剂粉末聚集在 余热锅炉的管束上,形成积灰层,导致传热阻力增加,排烟温度上升,锅炉效率不断降低,影响锅 炉安全、经济和高效的运行。 2.1 排烟温度高 由于余热锅炉在运行过程中各受热面都有不同程度的积灰,锅炉运行参数严重偏离设计 值,特别是排烟温度,原设计值为 195,2010 年大检修前期 3 月份锅炉排烟温度为 353,最 高超出排烟温度设计值 158(见表 1)。 表 12010 年检修前运行数据 时间(d) 炉膛温度 进口烟气温度 排烟温度 蒸发量 t/h 09.4.24
5、 828 541 153 94 09.5.8 851 542 208 96 09.5.24 873 547 247 96 09.6.14 876 549 279 97 09.6.29 878 543 304 104 09.7.16 879 846 321 109 09.8.21 867 542 329 115 09.9.23 878 546 331 113 09.10.24 881 555 338 114 09.11.23 883 547 337 109 09.12.24 869 541 339 106 10.1.21 889 549 338 107 10.2.23 886 548 343 1
6、02 10.3.24 878 552 353 98 2.2 排烟温度上升较快 2009 年 4 月份装置进行了检修,余热锅炉经过清灰开工后,最初锅炉排烟温度较低,满足 设计值要求,但是随着装置运行一段时间后,锅炉受热面上积灰不断增加,排烟温度不断上升,4 月 24 日烟气排放温度为 153,8 月 21 日为 329,温升达到 176,排烟温度上升速度约为1.5/d(见表 1)。 2.3 蒸汽量较低 锅炉装置运行到 2010 年检修前期,炉内积灰明显增多,锅炉热效率较低,发汽量较小。 2010 年 3 月份装置在炉膛温度为 878,进口烟气温度 552的情况下,装置发汽量平均为 98t/h(见
7、表 1)。 3 改造方案 由于余热锅炉在运行过程中,锅炉的受热面附着大量积灰,从而降低了锅炉的热效率,提 高了锅炉排烟温度,影响了锅炉的正常运行,针对这一问题,锅炉装置于 2010 年 5 月检修期间 对吹灰器进行了改造,安装了 DSK-5 声波吹灰器。 DSK-5 吹灰器为大功率耐高温声波吹灰器,耐受长期的高温磨损、疲劳和腐蚀,长期运 行无须维护、调整和检修。声波频带为 302100Hz 的双主峰频带,声源声压级大于 153 分 贝,声波方向性为椭圆形,径向直径 46m,前方轴向长度 812m,投用时炉墙外 1 米的噪音 符合国家标准(85 分贝)。 DSK-5 声波吹灰器是通过大于 0.4
8、MPa 的压缩空气进入声波吹灰器发生器,从而产生大 于 150 分贝以上的声波并避开锅炉本身的特有频率,使积灰产生疲劳从而剥落并悬浮起来,借 助引风将灰带走,从而达到清灰目的。 2010 年 5 月锅炉检修期间共计安装 DSK-5 型声波吹灰器 112 台,其中单台锅炉安装 56 台。从锅炉省煤器段 2 层平台至锅炉过热器段 7 层平台,26 层每层对称布置一端为 4 台, 一层共计 8 台。第 7 层高级过热器出口端三面布置,其中两端分别布置 2 台,其余一端布置 4 台。单台锅炉每天吹灰 8 次,每台吹灰器运行时间为 3 分钟,每次吹灰时间共 168 分钟,与下 次运行时间间隔 12 分钟
9、。 4 效果分析 2010 年 5 月 17 日两台余热锅炉声波吹灰器经调试后正式投用,采用自动控制方式,截至 8 月 27 日,锅炉排烟温度为 247,最低 197,最高 247,温升 50,排烟温度上升速度约为1/d,锅炉过热蒸汽量为 118t/h(见表 2),锅炉总体运行比较平稳,运行工况较好。两次检修后 锅炉运行情况对比可发现,锅炉排烟温度明显降低,升温速度减小,发汽量增加,吹灰器清灰效 果较好,达到预期要求。 表 2 改造后运行数据 时间(d) 炉膛温度 进口烟气温度 排烟温度 蒸发量 t/h 10.5.17 858 568 205 93 10.5.27 857 549 197 10
10、1 10.6.7 878 542 223 108 10.7.5 890 543 227 112 10.7.10 894 556 229 113 10.7.24 884 546 234 116 10.8.14 889 543 238 117 10.8.20 881 545 241 118 10.8.27 885 550 247 118 5 结论 余热锅炉在 2010 年 5 月吹灰器进行改造后,锅炉总体运行情况比较平稳,排烟温度明显 降低。说明随着锅炉装置的不断运行,锅炉内部各受热面积灰并没有显著增加,传热效果保持 较好,传热效率较高,锅炉效率明显提高。 (1)锅炉吹灰器改造后排烟温度基本维持在
11、 240左右,温度上升速度约为 1/d,相比 2009 年同期排烟温度明显下降,温升速度减缓,温度波动比较平稳,锅炉效率明显增加。 (2)目前锅炉排烟温度仍高于原设计值 4050(原设计值 195),与设计值仍有较大 差距,需在今后运行过程中,进一步优化锅炉操作,提高锅炉效率。 (3)2010 年检修改造后,装置每月发汽量较 2009 年同均有所增加,8 月份锅炉发汽量为 118t/h,2009 年同期为 115t/h,发汽量增加了 3t/h,装置按 8000 小时设计,每吨蒸汽按 80 元/吨, 每年可节约 192 万元,经济效益较好。 (4)考虑到锅炉检修后运行时间较短,炉内积灰较少,锅炉发汽量增加情况并不明显,新增 吹灰器使用效果仍需进一步观察。
