煙氣轉(zhuǎn)向閥在煉油廠催化裂化裝置應(yīng)用分析

王 俊，邱 磊，馮 龍

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

1 流程簡(jiǎn)述

從再生器來(lái)的煙氣進(jìn)入三級(jí)旋風(fēng)分離器進(jìn)一步分離催化劑后。三級(jí)旋風(fēng)分離器有兩個(gè)煙氣出口，正常工況下，大部分煙氣進(jìn)入煙氣輪機(jī)膨脹做功，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；從煙氣發(fā)電機(jī)出來(lái)的煙氣和少量雙動(dòng)滑閥及旁路蝶閥來(lái)的高溫?zé)煔庖黄疬M(jìn)余熱鍋爐進(jìn)一步回收煙氣的熱能或直接進(jìn)入煙囪。當(dāng)煙氣輪機(jī)不投用時(shí)，從三級(jí)旋風(fēng)分離器出來(lái)的煙氣經(jīng)過(guò)雙動(dòng)滑閥與降壓孔板降壓后進(jìn)入余熱鍋爐或直接進(jìn)入旁路煙囪。煙氣進(jìn)入余熱鍋爐后進(jìn)一步消耗熱能發(fā)蒸汽，并消耗煙氣熱能，降溫后的煙氣通過(guò)2#煙氣轉(zhuǎn)向閥進(jìn)入煙氣脫硫裝置或在煙氣脫硫裝置故障時(shí)直接進(jìn)入旁路煙囪（見(jiàn)圖1）。

2 運(yùn)行情況分析

2.1 煙機(jī)正常運(yùn)行工況

煙機(jī)利用729 ℃高溫?zé)煔鉄崮?，產(chǎn)生最大負(fù)荷17.8 MW 電量，實(shí)際運(yùn)行中受電網(wǎng)安全運(yùn)行影響最大負(fù)荷穩(wěn)定在10 MW 左右。設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)（見(jiàn)表1），實(shí)際運(yùn)行參數(shù)（見(jiàn)表2）。

2.2 煙機(jī)旁路運(yùn)行工況

裝置設(shè)計(jì)考慮煙機(jī)不運(yùn)行時(shí)、跳車后后續(xù)裝置余熱鍋爐及煙氣脫硫裝置繼續(xù)運(yùn)行工況。煙機(jī)正常運(yùn)行時(shí)余熱鍋爐入口煙氣溫度為530 ℃，而當(dāng)煙機(jī)不運(yùn)行或跳車后余熱鍋爐入口溫度達(dá)到729 ℃，需滿足過(guò)熱蒸汽溫度滿足405 ℃，煙氣脫硫操作溫度滿足58.5 ℃。煙機(jī)旁路數(shù)據(jù)（見(jiàn)表3）。

圖1 煙氣流程

表1 設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)

表2 實(shí)際運(yùn)行參數(shù)

煙機(jī)突然起跳后，余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置存在短時(shí)間波動(dòng)，余熱鍋爐汽包液位波動(dòng)最大需摘除三沖量進(jìn)行手動(dòng)操作，其他運(yùn)行參數(shù)系統(tǒng)在無(wú)人工干預(yù)下能及時(shí)恢復(fù)至正常工況。

2.3 異常運(yùn)行

裝置滿負(fù)荷運(yùn)行期間遇到兩次煙機(jī)跳車工況。第一次煙機(jī)跳車時(shí)除氧水管網(wǎng)壓力因故降至55 kg/cm2（正常壓力75 kg/cm2），減溫水調(diào)節(jié)閥及副線全打開(kāi)過(guò)熱蒸汽溫度依舊超溫，被迫調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向閥降低余熱鍋爐負(fù)荷，煙氣轉(zhuǎn)向閥閥位降至50 %，過(guò)熱蒸汽溫度才正常。第一次煙機(jī)跳車后的運(yùn)行參數(shù)（見(jiàn)表4）。

煙機(jī)突然跳車后其他波動(dòng)情況（實(shí)際工況煙機(jī)負(fù)荷10 MW 跳車）：

（1）汽包液位最低至20 %（聯(lián)鎖值11 %），需崗位人員摘除三沖量手動(dòng)操作。

表3 煙機(jī)旁路數(shù)據(jù)

表4 異常工況下煙機(jī)跳車后運(yùn)行參數(shù)

（2）進(jìn)余熱鍋爐前轉(zhuǎn)向閥開(kāi)度≤75 %時(shí)，煙氣脫硫洗滌塔塔底液位上漲迅速，煙氣量不足以支持洗滌塔濾清模塊下噴嘴運(yùn)行，大量循環(huán)液進(jìn)入洗滌塔下塔，濾清模塊液位低聯(lián)鎖，濾清模塊循環(huán)泵聯(lián)鎖停；洗滌塔下塔液位上漲迅速，外排煙氣中的SO2及顆粒物均有小幅上漲。

（3）洗滌塔操作溫度從58.5 ℃波動(dòng)至63 ℃，部分洗滌水被帶出煙囪，影響洗滌效果，洗滌塔出口煙氣中SO2及顆粒物均有小幅上漲。

（4）余熱鍋爐過(guò)熱蒸汽溫度波動(dòng)至520 ℃左右，經(jīng)減溫水減溫后溫度波動(dòng)至450 ℃滿量程以上，最近高壓蒸汽用汽點(diǎn)蒸汽發(fā)電機(jī)溫度高達(dá)428 ℃。

除氧水壓力低，煙機(jī)跳車對(duì)余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置操作波動(dòng)較大，通過(guò)轉(zhuǎn)向閥閥位的調(diào)節(jié)避免了余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置整體停工。如能及時(shí)切換煙氣轉(zhuǎn)向閥及關(guān)閉煙氣脫硫?yàn)V清模塊下噴嘴手閥，能更好的應(yīng)對(duì)此類異常應(yīng)急工況。

3 煙氣轉(zhuǎn)向閥使用描述

煙氣轉(zhuǎn)向閥設(shè)置一個(gè)入口，兩個(gè)出口，能快速實(shí)現(xiàn)煙氣流向轉(zhuǎn)換。相對(duì)于傳統(tǒng)水封罐設(shè)計(jì)有以下優(yōu)缺點(diǎn)。

3.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）轉(zhuǎn)換速度快，實(shí)際測(cè)試從去余熱鍋爐口完全轉(zhuǎn)到旁路煙囪僅需56 s（液動(dòng)控制）；

（2）流量可控，煙氣轉(zhuǎn)向閥可以向三通閥一樣控制兩路煙氣量大小；

（3）操作簡(jiǎn)單，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)及控制室副操臺(tái)旋轉(zhuǎn)扭隨意調(diào)轉(zhuǎn)煙氣進(jìn)煙囪/余熱鍋爐方向；

（4）安全性能高，使用遠(yuǎn)程控制時(shí)與余熱鍋爐液位設(shè)置聯(lián)鎖，當(dāng)汽包液位低于聯(lián)鎖值時(shí)，啟動(dòng)聯(lián)鎖轉(zhuǎn)向閥有去余熱鍋爐方向自動(dòng)向旁路煙囪開(kāi)85 %閥位，有效保護(hù)余熱鍋爐爐管防止?fàn)t管干燒；

（5）應(yīng)對(duì)異常工況處理選擇性更多。

3.2 缺點(diǎn)

（1）閥門造價(jià)高；

（2）閥門密封性能不及水封罐；

（3）閥門后期需專人維護(hù)運(yùn)行，維修保養(yǎng)費(fèi)用高；

（4）液動(dòng)旋鈕控制閥位較滯后，開(kāi)工升溫時(shí)溫度波動(dòng)大，不能滿足升溫曲線；

（5）運(yùn)行費(fèi)用高，正常運(yùn)行電機(jī)需根據(jù)液壓力反復(fù)開(kāi)啟消耗電能，冷卻、密封蒸汽長(zhǎng)期投用消耗蒸汽。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際運(yùn)行及煙機(jī)跳車應(yīng)急處理，發(fā)現(xiàn)煙氣轉(zhuǎn)向閥代替水封罐的設(shè)計(jì)能滿足裝置各種負(fù)荷的運(yùn)行。特別是在煙機(jī)跳車后，能應(yīng)對(duì)除氧水壓力低異常工況下余熱鍋爐因跳車后溫度過(guò)高而引起鍋爐汽包干鍋、過(guò)熱蒸汽溫度過(guò)高的問(wèn)題。在催化裂化主體裝置不停工的情況下快速切除余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置進(jìn)行檢修作業(yè)。