重油催化裂化裝置煙機(jī)結(jié)垢預(yù)防及在線清垢

李鳳宇

（大慶煉化公司煉油一廠，黑龍江大慶 163411）

0 引言

煙機(jī)結(jié)垢一直嚴(yán)重威脅催化裝置的安全長周期生產(chǎn)。一套重油催化裂化裝置在防止煙機(jī)結(jié)垢和在線處理煙機(jī)結(jié)垢方面總結(jié)出了自己一套切實可行的方案，煙機(jī)自2013年9月運行至今，煙氣輪機(jī)檢修為4臺次，基本實現(xiàn)了煙氣輪機(jī)長周期運行。實現(xiàn)這一目標(biāo)的根本性措施都是必要條件，三旋效率提高、煙機(jī)抗結(jié)垢能力增強、在線處置方法完善，都為煙機(jī)長周期運行提供了保障和技術(shù)支持。

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1 煙機(jī)改造

1.1 動靜葉片、動靜葉襯環(huán)流道內(nèi)表面毫克能光整技術(shù)處理

運用毫克能技術(shù)對金屬零部件進(jìn)行處理。經(jīng)過檢測，表面粗糙度達(dá)到Ra=0.02 μm（鏡面水平），硬度提高了20% 以上。新加工靜葉襯環(huán)和動葉襯環(huán)，以提高配件表面光潔度，使催化劑更不容易在設(shè)備表面堆積結(jié)垢。

1.2 采用輪盤冷卻新結(jié)構(gòu)

輪盤采用新結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻，如圖1所示轉(zhuǎn)子前側(cè)安裝了蜂窩密封環(huán)，輪盤設(shè)7個圓形導(dǎo)流孔。其作用為強制改變冷卻蒸汽流向，在與靜葉組蜂窩密封共同作用下，大大減少了經(jīng)過動葉片的蒸汽，消除動葉根部由蒸汽引起渦流造成的沖蝕，同時減少流場干擾。

女人來得最晚，被介紹的時候，坐正首的一個黑臉男人笑著說知道她。女人很驚詫，說您是哪位呀，怎么知道我？女人以為這個男人曾經(jīng)是她的患者也說不定，就沒在意?？赡侨私又f我叫田連民，道外區(qū)的稅收員。

1.3 動、靜葉型采用高效彎扭復(fù)合葉型

新型馬刀式動葉片提高轉(zhuǎn)子的氣動效率，增加做功能力，同時由于流線設(shè)計的優(yōu)點，更符合空氣動力學(xué)原理，對防止催化劑堆積結(jié)垢也起到了一定的作用，圖2為馬刀形新式動葉片。

圖1 新式輪盤密封結(jié)構(gòu)

1.4 采用帶有導(dǎo)流板高效排氣機(jī)殼

對于和煙氣輪機(jī)類似的燃?xì)廨啓C(jī)動力透平，一般都采用無導(dǎo)流板的長擴(kuò)壓段。但是煙機(jī)的懸臂結(jié)構(gòu)限制，在軸向不方便采用長的軸向擴(kuò)壓段，且煙氣輪機(jī)的級焓降一般比燃?xì)廨啓C(jī)大，為了減小排氣機(jī)殼的擴(kuò)壓損失，應(yīng)用了帶有導(dǎo)流板高效排氣機(jī)殼，減小排氣機(jī)殼的擴(kuò)壓損失，用以提高煙機(jī)的效率。本次改造對現(xiàn)有殼體進(jìn)行改進(jìn)，增設(shè)16件高效導(dǎo)流支承板，采用高效導(dǎo)流支承板貢獻(xiàn)的功率約為80 kW。

圖2 馬刀葉形

2 三旋改造

因為相關(guān)理論已證明l0范數(shù)上的最優(yōu)化問題為NP-hard問題，進(jìn)而該問題可轉(zhuǎn)化為l1范數(shù)上的最優(yōu)化問題進(jìn)行求解。求解稀疏表示系數(shù)存在一定誤差，如果θ≥0，使得不等式|Bα-φ(y)||2≤θ成立，則可以找到δ≥0，使得不等式|BTBα-BTφ(y)||2≤δ成立（已知定理）。最終式⑵可轉(zhuǎn)化為：

例2原文是負(fù)載中國文化的句子。對照參考譯文，我們不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生譯文1的主語部分冠詞“the”被漏用。學(xué)生譯文1和譯文2對文化負(fù)載詞匯“元宵”均沒有進(jìn)行解釋性的注解翻譯?！盎簟币辉~的翻譯在學(xué)生譯文1中被簡單地翻譯為“l(fā)anterns”。英漢兩種語言都是兩種文化的載體，文化負(fù)載詞匯體現(xiàn)英漢兩種不同文化的特征，因此翻譯諸如“元宵”、“花燈”譯者需要考慮譯文的全面性。而學(xué)生譯文1和譯文2由于學(xué)生的省略簡化、過度簡化導(dǎo)致譯文信息不全，無法有效地讓目的語中的讀者了解中國特有食品和照明工具。

問卷從6個維度（職業(yè)認(rèn)識、情感、技能、期望、意志、價值觀）來調(diào)查，包含34道題。前12題涉及調(diào)查對象基本情況，包括年齡、職稱、工作時間、工資待遇等；后22題涉及醫(yī)護(hù)工作者的職業(yè)認(rèn)同情況，各維度包含3～4道題。題目答案采用李克特五點量表形態(tài)，計分 1、2、3、4、5分，分?jǐn)?shù)越高表示職業(yè)認(rèn)同程度越高（反向題要變?yōu)檎蝾}再進(jìn)行計分），并運用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。最后，對醫(yī)護(hù)工作者進(jìn)行訪談。根據(jù)實際情況對訪談題目進(jìn)行調(diào)整，對訪談內(nèi)容進(jìn)行筆錄，與每位醫(yī)護(hù)工作者訪談時間為20～30分鐘。

這一除垢方法的主要依據(jù)是利用煙機(jī)葉片上的垢物與葉片具有不同的膨脹系數(shù)，當(dāng)煙機(jī)從較高溫度較快降至較低溫度時，由于兩者膨脹系數(shù)差異，垢物會從葉片上剝離隨煙氣排出，從而保證轉(zhuǎn)子動平衡，延長煙機(jī)運轉(zhuǎn)。更為重要的是除垢操作總結(jié)出的方法，將為以后同類情況的煙機(jī)處置提供寶貴經(jīng)驗，在面對煙機(jī)結(jié)垢沒有較好的在線處理方法情況下，更顯珍貴。

圖3 新舊單管結(jié)構(gòu)對比

圖4 改造前后結(jié)垢情況對比

新三旋分離單元投用后，從2013年9月一直平穩(wěn)運行至2015年9月。三旋壓降在（9～11）kPa波動。期間煙機(jī)一直運行平穩(wěn)，2015年1月，煙機(jī)運行12 000 h后打開，動靜葉結(jié)垢輕微，只是在停機(jī)時圍帶脫落的垢片與動葉頂發(fā)生剮蹭。2015年裝置檢修三旋打開后發(fā)現(xiàn)單管排塵口有少量的薄薄的軟垢，凈化風(fēng)即可輕松吹落。2016年裝置檢修中三旋情況與2015年基本相同。

3 在線清垢措施

（1）煙機(jī)振動上升至50 μm以上，入口調(diào)節(jié)蝶閥逐漸關(guān)小，最終關(guān)至35%。

單管數(shù)量降低后減少2排單管變成15排。為進(jìn)一步改善單管排塵效果，減少因間距過小造成的相互返混影響，將單管間距由原來的600 mm提高至 650 mm，同時最底層單管入口中心較原來提高 500 mm，更有利于底部單管避開高濃度區(qū)

如圖3所示的新型單管排塵口與老式排塵口在結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別，排塵出口不易結(jié)垢，綜合考慮后，在三旋特定的兩相流場中，具有一定錐角的單管排塵錐體有細(xì)粉掛壁和催化劑微粒結(jié)垢的傾向。三旋效率底下而且形成的竄流返混現(xiàn)象加速了臥式單管結(jié)垢堵死速度。

3.1 具體除垢方法

一套重油催化裂化裝置車間，因為結(jié)垢的原因，煙氣輪機(jī)振動歷年來多次出現(xiàn)波動現(xiàn)象，煙氣輪機(jī)前振最高可達(dá)61μm，殼體振動最大可達(dá)11 mm/s。機(jī)組在線及離線頻譜顯示，機(jī)組轉(zhuǎn)頻加大，轉(zhuǎn)子出現(xiàn)動平衡被破壞，轉(zhuǎn)子動葉片出現(xiàn)結(jié)垢，機(jī)組時刻面臨停機(jī)檢修的危險，經(jīng)的車間摸索實踐，為了保持煙氣輪機(jī)長周期運行，車間總結(jié)出了一套有效的在線蒸汽除垢方法。先后多次蒸汽除垢，取得了極為理想的效果，振動值均恢復(fù)至煙氣輪機(jī)開機(jī)時振動數(shù)值，前振 43 μm、后振 30 μm、殼體水平 2.5 mm/s，避免了因煙機(jī)結(jié)垢而造成的非計劃停機(jī)。

改造在利用原有三旋筒體的前提下，采用新型PHT-III250型單管，將單管傾斜度由20°提高至25°。PHT-III250型為單錐排塵結(jié)構(gòu)，防結(jié)垢及堵塞效果優(yōu)于雙錐結(jié)構(gòu)，不會存在二次流的干擾。因單管處理能力提高，分離單元單管數(shù)量由170根降到140根，可改善氣流及壓力分布不均的情況，進(jìn)一步增強防結(jié)垢和自排塵能力。

矽卡巖型礦圍巖蝕變主要為矽卡巖化，形成鈣鋁石榴石及透輝石矽卡巖、透輝石榴矽卡巖等，呈條帶狀分布于巖體外接觸帶上，同時伴有碳酸鹽化，與銅礦體關(guān)系密切，并伴有磁鐵礦化、孔雀石化。

（2）機(jī)組穩(wěn)定無明顯波動，逐漸開大輪盤冷卻蒸汽控制閥，蒸汽流量控制在2.5 t/h，使輪盤溫度降至290℃，持續(xù)大流量給汽5 min，此過程中密切觀察機(jī)組軸系其他各工藝及機(jī)械參數(shù)無明顯波動（若有明顯變化及時關(guān)小蒸汽控制閥），5 min后輪盤冷卻蒸汽流量控制回正常數(shù)值0.6 t/h。

（3）同上步驟一致，繼續(xù)進(jìn)行冷卻、吹掃，待兩次重復(fù)本過程（此過程中，主風(fēng)機(jī)崗位助手一直在現(xiàn)場進(jìn)行殼體測振工作，有異常情況及時反饋）后輪盤冷卻蒸汽流量恢復(fù)正?？刂?。

（4）恢復(fù)正?？刂坪?，觀察機(jī)組振動情況，如若恢復(fù)至正常振動值，1 h后煙機(jī)入口調(diào)節(jié)蝶閥開至60%。

（5）繼續(xù)觀察2 h，煙氣輪機(jī)振動、殼體振動沒有異常情況，煙機(jī)入口調(diào)節(jié)蝶閥開至100%。

通過實踐可知，輪盤冷卻蒸汽流量增加后，輪盤溫度隨之下降，由于煙機(jī)葉片工作環(huán)境發(fā)生變化，促使葉片上附著的垢片脫落，煙機(jī)動平衡隨之向好的方向改善，煙機(jī)振動值隨后發(fā)生變化，逐漸恢復(fù)至正常值。

此做法為煙氣輪機(jī)不停機(jī)處理結(jié)垢問題，提供了真實有效的實踐經(jīng)驗，避免了煙機(jī)因為輕微結(jié)垢就要停機(jī)，每一次主備機(jī)切換耗及煙機(jī)檢修按3 d計算，將耗電63.2萬kW·h，每kW·h電按0.7元人民幣計算，機(jī)組將節(jié)省電費44.24萬元人民幣，這其中不包括檢修和材料費用，當(dāng)然還有裝置降量生產(chǎn)造成的更大的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)論

通過煙機(jī)改造措施，解決了催化劑在圍帶結(jié)垢問題，及蒸汽對煙機(jī)流場的干擾。通過三旋改造的實施，極大減緩三級旋風(fēng)分離器單管的堵塞速度，使其保持高效運行。2項技術(shù)改造為煙機(jī)自身抗結(jié)垢方面做出了顯著的貢獻(xiàn)。車間于2016年7月至8月進(jìn)行了裝置檢修，煙機(jī)運行350 d，間隔8400 h，裝置計劃檢修煙機(jī)解體檢查發(fā)現(xiàn)動靜葉片輕微結(jié)垢，動葉及圍帶處無結(jié)垢，動葉的葉根榫齒處和輪盤處無沖蝕，其他部件完好。

在線清垢方法的實施，為以后煙氣輪機(jī)長周期運行提供了有效的保障措施，在當(dāng)下催化裂化行業(yè)面對煙機(jī)結(jié)垢還沒有成熟有效的在線處理方法的情況下，此項措施顯得尤為珍貴。