新疆华澳能源化工股份有限公司 新疆克拉玛依 834000
摘要：催化裂化装置是我厂重要的炼油装置，它既是我厂的效益大户，又是我厂能耗大户，为回收装置的高温烟气余热，本装置设置两台补燃式CO余热锅炉。装置再生高温烟气，首先进入烟气轮机做功，然后送入补燃式CO余热锅炉回收烟气余热和化学能。含约5%CO的烟气首先进入炉膛内充分燃烧释放化学能。燃烧后的烟气依次通过水保护段、过热段、蒸发段、省煤段进行余热回收。余热锅炉与装置外取热器和油浆蒸发器共同组成中压蒸汽发生及过热系统。CO余热锅炉不仅为自带的汽包、外取热器汽包、和油浆蒸汽发生器汽包提供高温的除氧水，并对自产饱和蒸汽以及外取热器和油浆蒸汽发生器产的饱和蒸汽进行过热，产生的中压过热蒸汽供装置内的气压机蒸汽透平使用，多余蒸汽并入全厂蒸汽管网。
关键词：催化裂化；装置；余热锅炉；改造
1改造前锅炉运行问题
（1）受热面积灰严重，导致过热蒸汽温度偏低。首先，吹灰器单层仅布置4台吹灰器，数量较少。另外，吹灰器工作时，多数能量均被吊梁吸收，无法达到正常吹灰效果，积灰严重导致余热锅炉积灰严重和过热蒸汽温度偏低，补燃瓦斯耗量激增，炉效率下降严重；其次，激波吹灰器无可靠的正压反吹风，致使吹灰器管路及吹灰罐体局部腐蚀穿孔，存在严重的安全隐患。
（2）余热锅炉穿墙管集箱罩密封泄露。目前该余热锅炉运行过程中烟气泄漏严重，主要集中在过热器、蒸发器、省煤器集箱（含穿墙管）密封罩壳位置。由于其密封措施设计不当，已腐蚀损坏，烟气泄漏严重，严重影响余热锅炉安全运行且污染环境。
（3）余热锅炉受热面通风梁膨胀节腐蚀严重。目前该余热锅炉各受热面（过热器、蒸发器、省煤器）通风梁膨胀节腐蚀严重，主要是由于通风梁膨胀节裸露在外面，壁面温度偏低，导致烟气冷凝腐蚀通风梁膨胀节。
（4）余热锅炉尾部护板存在局部低温腐蚀。由于余热锅炉尾部烟道护板为内衬结构，其护板壁温较低，衬里不可避免存在裂纹，护板内壁与烟气接触部分不可避免的存在烟气冷凝。烟气冷凝后形成的酸液腐蚀护板，同时顺着护板向下流动，最后汇流到烟道底部集聚从而造成尾部护板和烟道局部低温腐蚀，当壁面腐蚀穿孔后，冷凝的酸液自腐蚀空隙流出。
综上，为使余热锅炉安全、节能、长周期高效运行，需对余热锅炉进行优化改造。
2改造内容
（1）受热面吹灰系统改造。根据本炉结构、烟气温度及性质，本次改造后吹灰系统为蒸汽吹灰器与激波吹灰器联合吹灰形式，公用工程系统利旧，并增加吹灰布点。
（2）受热面穿墙管和集箱罩改造。本次改造采用框架壳体包覆伸出炉墙的穿墙管和集箱，并对穿墙管穿墙部位防腐处理；为防止烟气在框架壳体内冷凝腐蚀护板，设计采用低密度隔热浇筑料浇筑密封穿墙管及集箱；对伸出框架的集箱及引出管（含管座）采用膨胀节过渡密封。
（3）受热面通风梁膨胀节改造。原受热面通风梁膨胀节大多蚀泄穿孔，本次改造更新膨胀节，并采用海泡石保温敷料更换后的通风梁膨胀节进行外保温，确保该膨胀节避免露点腐蚀。
（4）尾部护板和烟道炉墙改造。本次改造拟在每组省煤器烟道护板衬里内增设一圈倾斜向下的凝结导流挡板。密封挡板施工后，可以有效防止烟气凝酸沿内壁下流从而改善尾部护板低温腐蚀。
本次改造对高温省煤器出口以下的尾部烟道护板增设50mm左右厚的海泡石保温层，提高尾部烟道护板的壁面温度，避免烟气通过衬里裂纹在烟道护板上形成酸液，从而避免尾部烟道护板露点腐蚀发生。
3经济效益分析
（1）本次余热锅炉改造后，两台CO余热锅炉中压过热蒸汽出口温度（蒸汽量300t/h）由改造前的380℃提高至410℃，由于过热蒸汽品质提高，可降低背压式汽轮机组蒸汽消耗5%左右，相当于节约中压过热蒸汽14t/h，与低压蒸汽价差30元/吨，每年运行8760小时计算，每年可新增经济效益367.9万元。
（2）改造前由于积灰严重，每台CO余热锅炉3年停炉2次（上个运行周期），停炉期间（停单台炉，每次停炉7天）约100t/h装置汽包产中压饱和蒸汽需要并入低压蒸汽管网（中压蒸汽与低压蒸汽价差为30元/吨），加上约一半CO烟气放空，少产中压过热蒸汽约40t/h（中压蒸汽价格为200元/吨）。改造后由于吹灰器系统得到完善，可确保装置3年运行周期内避免停炉清灰。每年避免停炉可产生如下经济效益：
100×24×7×30/10000×2/3（次）×2（两台炉）=67.2万元；
40×24×7×200/10000×2/3（次）×2（两台炉）=179.2万元；
两台CO余热锅炉停炉清灰施工费（估算）：25万元/台×2=50万元；
以上合计296.4万元。
（3）本次余热锅炉改造后，余热锅炉排烟温度从200℃以上降低到171℃左右（降低29℃左右），可多回收热量2094kW，每台余热锅炉可多产过热蒸汽2.67t/h，以每年运行8760小时，每吨蒸汽价格以200元计算，每年两台余热锅炉可增加经济效益2.67×8760×200×2=935.7万元。
综上合计：本次CO余热锅炉改造后每年可产生经济效益为1600万元。本项改造总投资约960万元，投资回收期不到7个月。
另外CO余热锅炉改造后可避免炉墙腐蚀和烟气泄漏，提高设备使用寿命，降低设备维护维修成本，并且消除了停单台余热锅炉清灰施工的安全风险和运行安全隐患，还带来了很多间接效益及环保社会效益。
4锅炉节能改造策略
（1）使用汽动给水泵的方式
锅炉运行时需要不断灌入水，为下一设备提供充足的蒸汽，类似于最早的蒸汽机，需要不断地供煤，使其产生源源不断的机械动力。大多数工厂是电动给水泵的方式，每天基本工作量要在10h以上，粗略计算，每天电动给水泵的部分就大概需要花费1万。现在，气动给水泵为锅炉供水的想法被提了出来，并且该方法在一些电厂已经开始使用了，相比较电动方式，它的效率更高。经过计算，使用气动给水泵的方式在同等效率下，可节约不少经济成本。但电动形式也没有完全淘汰，以便汽动出故障时，给水泵作为备用水泵应对突发情况。
（2）做余热回收处理
燃料燃烧产生的热量损耗部分主要是热量通过蒸汽排出到空气中，这一部分热量造成的经济损失较大。根据学者对现在锅炉的研究，电厂锅炉除了产生于做功的高压蒸汽外，还会产生大量的低压余热蒸汽，这些热量也是热量损失的一大部分，如果不做处理，会造成资源的浪费，还可能造成热污染。因此电厂需要根据低压余热的产生特别、数量等因素，对余热回收利用。主要通过以下方式进行：通过控制疏水阀封闭，使蒸汽不能排出，利用汽化潜热，一方面可将结下来的水通过软水箱来对锅炉进行加热，使余热蒸汽的热量被锅炉吸收，对其进行循环使用，可以最大限度地避免热损失，从而实现低压余热蒸汽回收利用的最大化，并能够有效解决热污染，保护电厂周围环境。同时集中降低热量损失量，探究的方向有两个，控制漏风量，和定期除尘。锅炉对应的总风量需求不同，因此，送风量大小要根据锅炉实际负荷变化做相应调整，而且需要定期检查锅炉水槽。另一方面是要定期清理锅炉内部的灰尘、水垢，尤其是产热位置，灰尘积累越厚，达到目标水温所需能量越多，也就达不到节能减排的目的。
结束语
余热锅炉改造完成并投运已有两年时间，根据改造前后运行状况对比，可得出如下结论：
1）全部激波吹灰器正常投用，故障率低，运行平稳，排烟温度由改造前200℃降至171℃，过热蒸汽温度由改造前380℃提高到412℃，运行效果良好；
2）目前锅炉外护板、穿墙管、及通风梁膨胀节等位置均已无烟气泄露，锅炉整体整洁、环保高效，给操作人员巡检维护提供了安全保障；
3）余热锅炉尾部烟道护板无烟气泄漏及低温露点腐蚀现象。
参考文献
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