影响汽油加氢装置加热炉长周期运行原因分析

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷9期   作者:于婧婷
[导读] 汽油加氢装置加热炉包括汽油加氢装置分馏塔塔底再沸炉、
        摘要汽油加氢装置加热炉包括汽油加氢装置分馏塔塔底再沸炉、加氢脱硫反应产物加热炉。加热炉炉管的泄漏、炉衬里的脱落、炉体的损坏、烟气系统的堵塞等都会严重影响装置的长周期运转。炉管泄漏将会引起工艺物料泄漏至炉膛内燃烧,严重时会烧毁加热炉,一旦发现炉管泄露,必须停工检修。
关键词 加热炉 泄露 腐蚀  衬里脱落
1炉管泄漏的原因
        导致炉管泄漏的原因主要有以下原因:
        物料组成:物料中含硫化氢引起的硫化氢高温均蚀和含高酸值高温高酸值引起的局部冲蚀,还有物料比重过重引起的结焦和有机盐的沉积,造成局部过热。物料流速:过高的流速,加上腐蚀性引起冲蚀,加上固体颗粒表面光滑腐蚀,还有低流量引起的局部过热和结焦。介质中存在硫化物:介质中的硫化物一旦与水及氧接触,就会发生反应,形成连多硫酸,奥氏体不锈钢在存在连多硫酸的环境下,对产生应力腐蚀开裂极为敏感,凡是奥氏体不锈钢的炉管,介质中存在一定浓度的氯离子,在应力较为集中的部位,应力腐蚀开裂的敏感同样存在。
露点腐蚀:加热炉排烟温度低会造成露点腐蚀,而露点腐蚀的危害之一就是会将对流段顶部炉管腐蚀泄露[1]。
        为防止上述情况的发生,在装置停工期间,必须对这类炉管进行认真的置换清洗或采用有效的充氮保护及其他隔离保护措施。在正常生产时,一定要控制加热炉排烟温度高于露点温度。
        2炉衬里的脱落原因
        导致炉衬里的脱落主要有以下原因:
        炉衬里的脱落,不仅可能造成空气从炉壁进入炉膛、炉体散热大幅增加而引起炉效率降低,严重时还会烧毁炉壁,导致装置停车。一旦发现加热炉衬里大面积脱落时,必须要停车检修。引起加热炉衬里脱落的原因主要:施工质量。加热炉衬里施工质量的好坏对加热炉的耐用程度起到至关重要的作用,衬里保温钉密度不够或者衬里涂抹不均匀都会引起衬里脱落。烘炉质量。装置加热炉投用前,一定要对加热炉进行烘炉处理,烘炉过程中如果没有按照烘炉升温规定去操作,急速升降温对衬里的强度都会造成影响。加热炉闪爆。加热炉闪爆时会造成加热炉衬里的大面积脱落,严重时会造成加热炉损毁并有可能造成人员伤亡。这是必须要避免的。衬里老化。加热炉衬里是有使用期限的,在使用末期会有衬里脱落的情况出现。
        为防止上述情况的发生,在加热炉施工过程中一定要加强施工质量的监控,在烘炉过程中严格按照升降温曲线进行烘炉操作,平时加强员工加热炉操作方面的培训避免误操作造成闪爆,平时巡检时对衬里要进行认真检查,一旦发现隐患要及时处理。
        3加热炉设计原则
        3.1 防火设计:在生产操作中,如炉管因发生事故而破裂,大量可燃物可能从炉底外溢,在炉子下部燃烧,另外,炉底可燃气体的积聚与液体燃料的泄漏也会引起炉底着火。为避免在这种情况下烧坏炉底立柱,影响加热炉的正常运转和使用寿命,甚至造成整个加热炉倒塌的重大事故,所以在所有架空式炉底的钢制立柱四周都应设有防火保护层,防火保护层可用砖砌成,亦可用混凝土捣制,其厚度不应小于100mm。

现在已开始使防火涂料作防火保护层。
        3.2防爆设计:管式加热炉在正常情况下是负压操作的,而炉体结构尺寸庞大,不可能按照受压容器来设计,所以,一般加热炉的辐射室均应装有防爆门,以便在炉内发生爆炸事故时,泄掉炉内压力,保证炉体钢结的安全。
        在采用余热回收系统时,如果引至炉下的烟气系统内可能出现后燃现象,则在烟道上也应设置防爆孔。由于这种烟道为引风系统,内部和外界压差较大.故宜采用防爆膜。
        3.3防漏设计:加热炉的整个结构体系如在设计和施工中不能保证密闭性,就会在生产操作中出现泄漏,泄漏分向外漏和向内漏两种。
向外漏的部位发生在正压操作的供风系统,也可能出现在操作不正常的辐射室顶部和对流室。如果高温烟气从炉内漏出,就会造成热量的大量损失,并导致钢结构的局部过热。
        向内漏包括漏水和漏气。雨水渗入炉内,会使炉衬,特别是陶瓷纤维炉衬损坏。空气的大量漏入会加剧炉管的氧化、降低炉膛温度和加热炉的热效率。通常大量空气是从辐射室和对流室的弯头箱门处漏入的[2]。
        3.4防腐蚀设计:加热炉内的烟气在低于露点的冷壁面上会凝结出含在硫酸的液体,对金属产生的腐蚀。因为这种腐蚀发生在温度较低的部位,故可称低温腐蚀。在加热炉操作中,如炉衬密封性不好,会使炉壁钢板的内表面结露引起低温腐蚀,国外设计的加热炉,当炉墙采用砌砖结构时,有的在钢板内表面涂有一层沥青质防腐层。由于国内加热炉燃料的含硫量较低,故均未采取这种防护措施。如加热炉采用高硫燃料,或者在没计中按炉壁钢板承重考虑时,应特别注意钢板的低温腐蚀问题,并应留出适当的腐蚀裕量。
        在加热炉的烟囱和烟道内,即使不考虑散热损失,在烟气温度较低的部位也应采用轻质耐热混凝土内衬,减少低温腐蚀。必要时,可以采取外保温,使钢板壁温保持在烟气露点温度以上。
        3.5防推力设计:由于整个加热炉钢结构的体系内部都是高温烟气通过,故各部件均存在不同程度的热膨胀。在设计中,除应避免炉衬附加给钢结构的热膨胀推力外,在高温烟风道上,还应在适当部位设置固定支座和滑动支座,使管道能够定向膨帐,并设置波形膨胀节,减少施加于炉体、设备和风机上的膨帐推力。
        加热炉的柱梁和立柱上所存在的内、外表面温差应力,以及由于横梁膨胀施加给立柱的推力,在设计中均应适当加以考虑。
        除了钢结构以外,炉管系统和炉衬的机构设计中也要充分考虑到热膨胀问题,以尽量减少炉管和炉衬对钢结构的热膨胀推力。例如,炉管应设计成少受或不受别的构件的约束,可以自由膨胀这既对炉管本身有利,也对钢结构有利因为这样一来钢结构设计时就可不计入炉管膨胀的附加推力了。又如,为了避免中间火墙热膨胀时对钢架产生推力,中间火墙与炉子端墙(或侧墙)之间必须留有足够的空隙。
4参考文献
[1]徐懿仁 王德权.加热炉余热回收系统节能防腐改造[J].化工设备与管道.2010(2)
[2]周超.干粉煤气化装置配套变换装置中的腐蚀[J].化工设备与管道.2012(10)
         
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