生物质锅炉新闻动态
富通新能源 > 动态 > 生物质锅炉新闻动态 > > 详细
300万吨／年重油催化装置余热锅炉新技术应用
发布时间：2013-09-27 08:44 来源：未知
兰州石化公司300万吨／年重油催化裂化联合装置是兰州石化公司建设千万吨级炼油基地的标志性工程，也是国内重油掺炼比最高和处理能力最大的重油催化裂化装置之一。联合装置由中国北京石化工程公司设计，2003年7月1日实现投料生产。
装置采用了重叠式两段再生、提升管出口vQS旋流快分，变频启动的备用主风机组和亚洲最大的主风四机组、6.4MPa次高压co余热锅炉系统等大量目前国内乃至世界的先进工艺技术。联合装置经过几年来的优化运行，处理量、掺炼比、总液收、能耗物耗等技术指标稳步提高，取得了良好的经济效益。联合装置主要以新疆减压蜡油、减压渣油为原料，主要产品有催化汽油、催化柴油、燃料气、丙烯、丙烷、异丁烯、异丁烷等。
1、锅炉系统简介
催化装置CO余热锅炉系统B901、902为四川锅炉厂制造的150吨／时／台次高压余热锅炉，主要利用催化装置生产过程中产生的高温再生烟气（烟气温度为490℃，流量为4000Nm3／h．CO含量为4.9%)，再补燃一部分瓦斯，产出6.4MPa，420℃左右的次高压蒸汽（此技术在国内催化装置为首次使用），蒸汽除用于驱动主风四机组汽轮机、富气汽轮机外，还部分外送中压蒸汽、低压蒸汽至系统蒸汽管网。该余热锅炉还与重油催化装置的外蒸发器（外取热器和油浆蒸汽发生器）共同组成蒸汽发生系统，除本身自产次高压蒸汽外，同时向外蒸发器系统提供热水、并过热外蒸发器产生的6. 4MPa饱和蒸汽。富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧颗�；�、木屑颗�；怪频纳镏士帕Ｈ剂希蔽颐腔褂写罅康难钅灸拘伎帕Ｈ剂虾陀衩捉崭芽帕Ｈ剂铣鍪�。
2、锅炉系统运行存在的问题
自2003年开工以来的实际生产运行中，装置的两台CO余热锅炉由于设计缺陷，存在烟道尾部受热面（省煤段）管束结构及布局不合理，以及原有吹灰系统效果极差等原因，造成烟道尾部受热面管束积灰严重，使余热锅炉热效率降低，排烟温度最高升至400℃左右；导致锅炉本体汽包每台产汽量下降10t/h左右，且过热蒸汽过热度下降，过热蒸汽温度低予380℃，直接威胁到装置气压机、主风四机组的正常运行；另外由于装置产出的再生烟气参数与设计不尽相同（CO含量波动较大），锅炉运行工况改变，致使该余热锅炉在运行中存在下列问题。
2.1烟气侧运行阻力大，约35%的烟气旁路排放．热量浪费严重
在CO余热锅炉实际运行中，烟气侧运行阻力偏大，炉膛（燃烧室）压力偏高（35%的高温再生烟气通过旁通时锅炉本体压力为0. 0035MPa．而锅炉本体设计操作压力为0. 0018 MPa，本体防爆门设计起跳压力为0. 004MPa)。当烟气负荷仅为处理量的90%时，炉膛顶部的防爆门即出现水封沸腾现象。为了控制炉膛压力，维持锅炉的正常安全运行，严重时有约35%的含CO的高温再生烟气通过旁路烟道管线直接排向烟囱，造成大量的高温烟气余热和co化学能热量浪费及大气污染。而导致烟气阻力大的原因是由于锅炉尾部受热面结构布置不合理，并缺乏有效吹灰手段，催化剂粉尘容易静电吸附在换热管束上，使得烟气流通面积减小，流动阻力增大所造成，使得炉膛（燃烧室）压力偏高，不得不将再生烟气旁通排放。
2,2锅炉振动，威胁锅炉安全运行
当烟气负荷仅为处理量的75%时，锅炉本体即存在较明显的振动现象，当烟气处理量增加时，锅炉振动加剧，严重威胁锅炉安全运行。而锅炉振动大的原因是由于炉膛燃烧不平衡（该锅炉共有左右对称布置的二台燃烧器，由于一台燃烧器损坏，锅炉仅使用一台燃烧器，炉内燃烧不平衡）、烟气侧流速偏高、导致运行阻力偏大。
2.3存在尾燃现象，易造成过热器蒸汽超温
锅炉在运行中存在燃烧不稳定和滞后尾燃现象，导致水保护段出口的烟气温度高于进口温度。导致尾燃的原因是炉膛燃烧工况不良，使得燃烧不充分，再生烟气中co着火滞后。烟气尾燃易造成过热器蒸汽超温，并威胁着锅炉过热器的运行安全。
2.4排烟温度偏高，锅炉效率低
严重时锅炉的排烟温度高达380℃以上，大大超过了设计的207℃，造成大量余热浪费，使得锅炉运行热效率低，同时降低了装置运行的经济效益。根据锅炉设计结构和运行参数分析，造成锅炉排烟温度高的原因是锅炉尾燃使得过热器出口烟温高于设计值，烟气热量后移；尾部受热面（省煤器）传热面积偏少，且缺乏有效的吹灰手段，积灰严重，导致传热能力严重不足。
2.5省煤器给水入口温度偏低，导致省煤器出现低温腐蚀
由于中压除氧水至省煤器低温段人口的给水温度仅为125℃，而兰州石化分公司的原料油含硫量偏高，烟气露点偏高（烟气露点温度可能超过140℃），导致省煤器出现酸露点腐蚀，不得不频繁进行停炉切除维修，不但增加了维修费用，同时导致装置能耗大幅上升。
3、锅炉改造新技术应用实施内容
石化公司及炼油厂相关技术人员针对300万吨／年重油催化装置CO余热锅炉运行存在的上述问题，在分析该锅炉原设计结构，并对锅炉进行热力校核计算的基础上，采用中船重工集团上海七一一所的新技术，于2008年4月10日至10月20日期间，采取催化装置不降量正常生产、主风四机组改为电动正常运行、余热锅炉单台运行单台切除方案，对两台余热锅炉依次进行了检修改造。改造新技术应用内容如下。
3.1采用先进、成熟的翅片管结构省煤器
由于上述锅炉运行中存在锅炉炉膛压力高、排烟温度高的问题，结合锅炉结构特点和锅炉运行参数情况，装置针对原有省煤器的结构和布置空间，通过拆除现有尾部省煤器，采用新型积木式模块化螺旋翅片管省煤器箱体结构．增加省煤器传热面积，同时降低省煤器烟气侧流动阻力，达到强化省煤器传热，降低烟气流动阻力，使高温再生烟气全部进入余热锅炉进行热量回收，达到降低排烟温度的目的。
3.2采用水热媒技术
为了提高助燃空气温度，以改善炉膛燃烧工况，避免烟气中CO由于未能及时在炉膛区域燃烧造成的烟气尾燃现象，同时为了提高低温省煤器给水入口温度，避免省煤器发生低温腐蚀，装置采用中船重工集团上海七一一所水热媒专利技术，对锅炉给水系统进行优化配置，增设水热媒空气预热器（�？榛涮褰峁梗┖透と绕�(U形管换热器)，将低温省煤器出口的高温热水(195℃)分二路分别加热助燃空气（常温）、锅炉给水(127℃)，将空气温度提高到170℃，同时将进入低温省煤器的锅炉给水温度提高到145℃（可根据原料油硫含量进行调整，确保省煤器换热管的管壁温度高于烟气露点温度），使得管壁温度高于烟气露点温度，达到改善炉膛燃烧工况，消除省煤器低温露点腐蚀的目的。并且使省煤器管壁的积灰呈酥松状，为有效清除省煤器的积灰提供了基础。
3.3合理设置吹灰器
由于催化装置三旋后的催化剂粉尘颗粒较细(约为5um)，在锅炉受热面更容易发生静电吸附积灰现象。因此余热锅炉的各受热面处均安装了声波吹灰器，但实际清灰效果不佳，在装置检修期间对锅炉受热面积灰情况检查发现，锅炉的水保护段、过热器、蒸发段、省煤器均存在较严重的积灰现象。而受热面的积灰是否能有效清除，将严重影响锅炉的做功、运行参数和热效率。为了确保达到有效清除受热面积灰，降低排烟温度的目的，改造期间按照下列方式合理设置了吹灰器。
3. 3.1高温区域受热面布置大功率声波吹灰器
针对催化装置余热锅炉的受热面结构及布置情况，由于实际结构尺寸较大，管束布置较厚，并且催化剂粉尘较细，静电吸附力大，在余热锅炉高温烟气区域（烟温>500℃）选择吹灰性能较好、有成功应用的大功率、低频声波吹灰器。
3.3.2省煤器布置正压防爆固定旋转式蒸汽吹灰器
由于本次省煤器改造采用翅片管结构，而声波吹灰器用于密排翅片管结构的省煤器时会由于声波被吸收、衰减作用较大严重影响吹灰效果。因此在省煤器部分采用了正压防爆固定旋转式蒸汽吹灰器。该吹灰器按翅片管排列结构，准确布置吹灰孔，确保有效清除翅片管排的积灰。
3.4改造燃烧器调风器
由于装置余热锅炉的燃烧器配风调节机构存在调节不灵活，易发生卡死现象（2台锅炉均有一台燃烧器因调风器无法调节而只好投运一台燃烧器，使得炉内燃烧不平衡），加上采用水热媒空预器技术后，助燃空气温度由常温(20℃)提高至170℃，通过分析计算现有调风器流通能力及阻力情况后，为满足瓦斯燃烧器灵活调节和合理配风的要求，对现有2台锅炉的4台燃烧器及调风器布置同步进行了技术改造。
4、改造后新技术运行效果及效益
300万吨／年催化装置两台CO余热锅炉于2008年10月20日与大检修后的催化装置同步开工。经过半年多的优化运行和2009年5月初的标定表明，较改造前正常工况，锅炉总产汽上升45吨／时，可降低装置能耗9.1KgEo/t（按照设计加工量375吨／时计算），完全达到了设计预期的目标。
锅炉系统节能新技术改造后，提高了再生烟气处理能力，使全部再生烟气进入余热锅炉进行热量回收利用�？啥嗷厥昭唐攘课�91.194106kj/h．按年运行时间为8000 h，热量价格为25元/106kJ计算，可产生经济效益1823.8万元／年。而锅炉排烟温度由280℃降低至200℃，可多回收烟气热量为41.155 106U/h，按上述方法计算，可产生经济效益823.1万元／年。另外，锅炉改造新技术应用后消除了省煤器的低温腐蚀，节省了因省煤器低温腐蚀所产生的停炉损失与检修费用，保证了装置的长周期安全平稳运行，这也为炼厂创造了可观的经济效益。富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
5、结论
1)通过300万吨／年重油催化装置cO余热锅炉改造的新技术应用，降低了余热锅炉省煤器的烟气阻力和锅炉炉膛压力，可使全部烟气进入锅炉进行余热回收，提高了余热锅炉再生烟气处理能力。
2)改造后装置提高了进入锅炉助燃空气的温度，改善了炉膛燃烧工况，避免了烟气尾燃现象；同时消除了锅炉振动现象，并且降低了余热锅炉排烟温度，提高了余热锅炉效率，可有效降低装置能耗9.1 kgEo/t。
3)通过锅炉给水预热器提高了省煤器入口水温，消除了省煤器低温露点腐蚀，确保了余热锅炉长周期、安全高效运行。以上新技术应用可创造2646.9万元／年的经济效益。
