淺談煙機長周期運行影響因素及對策

孫朝輝

（錦西石化分公司重油催化車間，遼寧 葫蘆島 125000）

煙機是煉油廠催化裂化裝置的主要能量回收設(shè)備。煙機運行狀況的好壞，不僅關(guān)系到裝置的能耗水平，而且還關(guān)系到整套機組的安全運行以及效率問題，是整個催化裂化裝置穩(wěn)定生產(chǎn)的重要保證。因此，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，車間一方面通過對反應(yīng)操作進行調(diào)整和優(yōu)化，減少生產(chǎn)波動對煙機的影響，另一方面，同時對機組自身的操作進行優(yōu)化，改善機組的運行工況。通過兩方面措施的實施，機組的運行工況得到了明顯改善，煙機結(jié)垢趨勢也得到了抑制，煙機實現(xiàn)了21 個月長周期運行的好成績。

1 煙機運行概況

重油催化車間煙機2013 年11 月底開機，至2014 年5月18 日第一次停機。在此運行過程中，振動值便一直呈上升趨勢，最終自保停機。2014 年6 月初開機后至2014 年，底這段時間，運行情況更加惡化，又連續(xù)三次因結(jié)垢造成振動高停機。具體情況如下：

2014 年5 月19 日 煙機后振高停機檢修，機體內(nèi)有催化劑結(jié)垢，轉(zhuǎn)子更換。

2014 年9 月15 日 煙機振高自保停機檢修，機體內(nèi)有催化劑結(jié)垢，較嚴重，轉(zhuǎn)子修復(fù)， 做動平衡。

2014 年10 月20 日 煙機振高自保停機檢修，機體內(nèi)有催化劑結(jié)垢，較嚴重，轉(zhuǎn)子更換，做動平衡，蜂窩密封更換，對中找正。

2014 年11 月28 日 煙機振高自保停機檢修，機體內(nèi)有催化劑結(jié)垢，較嚴重，轉(zhuǎn)子修復(fù)，做動平衡。

這幾次停機的主要原因均是結(jié)垢，同時，還造成了葉片磨損。從運行情況中可以看出，煙機的停機間隔時間越來越短，運行效率明顯變差。

2 煙機結(jié)垢及振動原因分析

煙機結(jié)垢的現(xiàn)象在全國催化裝置中較普遍，原因也很復(fù)雜，通過調(diào)研、查閱資料并結(jié)合裝置的實際，認為主要有以下幾個原因。

（1）煙機結(jié)垢與催化劑有很大關(guān)系，研究結(jié)果表明，煙機垢樣中富集了大量的Ca、Fe 等金屬和硫酸根離子，這些金屬和陰離子形成低熔點鹽類是引起結(jié)垢的主要原因。煙機動靜葉片和圍帶上結(jié)催化劑后非常容易脫落，脫落的催化劑進入后部流道引起煙機瞬時振動超高，如果不斷發(fā)生動、靜轉(zhuǎn)子的刮擦碰磨或轉(zhuǎn)子動平衡被打破，則引起煙機振動持續(xù)超高。

（2）煙機入口的粉塵濃度為煙機結(jié)垢提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。煙機運行狀況與再生器和三旋運行狀況是密不可分的，反應(yīng)操作參數(shù)的頻繁波動會對旋風的分離效果造成影響，三旋出入口壓差變化及流速改變也容易造成三旋堵塞，使煙氣條件逐漸惡劣，煙機入口粉塵濃度越來越高，煙機結(jié)垢速度也不斷加快，直至由于振動超高而停機。

（3）機組自身的操作也是重要因素。主風靜葉的頻繁調(diào)節(jié)會增加軸系的不穩(wěn)定性；煙機入口蝶閥的頻繁開關(guān)會擾動煙機入口煙氣流場，易造成垢層不均勻，突然脫落造成振動自保停機風險增加；油溫過高也會對潤滑產(chǎn)生不利影響，油溫控制在35 ～40℃，有利于油膜的建立，保持油膜剛度的穩(wěn)定，保證軸瓦的潤滑；輪盤冷卻蒸汽量和蒸汽溫度對煙機結(jié)垢有一定影響，比較高的蒸汽溫度和低蒸汽流量對緩解煙機結(jié)垢有好處。

3 保證長周期運行應(yīng)對措施

3.1 調(diào)整反應(yīng)操作，加強對控制指標的管理

超溫是裝置煙機長周期運行的大敵，超溫一方面影響煙機的壽命，嚴重時使煙機部件變形，各零部件之間的間隙變化，甚至發(fā)生靜、動部件碰磨的事故；另一方面，高溫也會造成催化劑細粉的黏度增大，粉塵容易附著在葉片及圍帶周圍，從而造成煙機葉片的磨損，使煙機振動增大、做功下降。在實際操作中，要求反應(yīng)崗位將煙機入口溫度控制在 650—660℃較好，確保煙機入口溫度的穩(wěn)定。同時，要求兩器壓差保持穩(wěn)定，煙機入口蝶閥開度減少調(diào)節(jié)，主風量調(diào)節(jié)也降低頻次。這些措施從各方面穩(wěn)定了機組的生產(chǎn)運行工況，機組軸系也處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，同時，操作的穩(wěn)定也使煙氣中催化劑的含量維持在相對較理想的水平，煙機的結(jié)垢情況也明顯改善。

3.2 機組潤滑油系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，控制好油溫

機組潤滑系統(tǒng)是煙機平穩(wěn)運行的保障，由于煙機工況比較惡劣，潤滑油品質(zhì)的好壞以及潤滑效果的優(yōu)劣會對煙機的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，加之煙機組是老機組，這種影響就更加明顯。油溫高于40℃后，油溫油膜剛度下降，振動狀況會明顯變壞。在保證潤滑油系統(tǒng)運行平穩(wěn)的前提下，利用油冷器自身運行的循環(huán)水對水程管束進行了反沖洗清潔，減少了設(shè)備檢修帶來的不確定性，不影響機組穩(wěn)定運行，增加了油冷器的換熱效果。

在單臺油冷器無法滿足要求時，利用無擾動切換閥的特點，同時投用兩臺油冷器，把油溫控制在40℃以下。其次，在控制油溫的同時，加強對潤滑油品質(zhì)的檢查，保證油箱排煙通暢。通過這些措施，煙機的振動值相較之前下降了3 ～4μm，取得了良好的效果。

3.3 煙機的輪盤冷卻蒸汽和軸封系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

輪盤冷卻蒸汽的品質(zhì)對煙機的結(jié)垢和振動影響較大。當輪盤冷卻蒸汽溫度低或帶水時，由于直接與煙機轉(zhuǎn)子接觸，易造成煙機輪盤溫度變化過大，煙機轉(zhuǎn)子出現(xiàn)“翹頭”現(xiàn)象，致使振動急劇增大。同時，“濕”蒸汽易造成催化劑的沉積，加快了煙機結(jié)垢的速率。比較高的蒸汽溫度和合理蒸汽流量對緩解煙機結(jié)垢有好處。另外，蒸汽品質(zhì)還會對機體軸封系統(tǒng)造成影響，蒸汽帶水或者溫度低容易在蜂窩密封處與催化劑“和泥”，造成密封失效、損壞、出現(xiàn)刮磨、煙氣泄露，對機組振動也產(chǎn)生影響。

針對這些情況，就需要對蒸汽溫度加強監(jiān)控，要求崗位嚴格控制煙機輪盤冷卻蒸汽和密封蒸汽品質(zhì)，保證蒸汽溫度不低于 220℃并盡可能在250℃左右。由于煙機輪盤冷卻蒸汽和密封蒸汽用量相對較少，只有1000kg/h 左右，在冬季環(huán)境溫度極低的情況下，因為設(shè)備管線的過程熱量損失，輪盤蒸汽入口溫度會出現(xiàn)下降，所以要求崗位冬季加強蒸汽脫水。這樣一方面降低了蒸汽帶水的可能性，另一方面，也可以適當提高蒸汽的溫度。由于重催車間煙機輪盤溫度測點溫度較高超出正常值，車間分析是測點位置不準，在征得煙機廠家同意的情況下，以控制蒸汽流量為主，既能保證冷卻效果，又防止了蒸汽流量過大造成加劇結(jié)垢的情況或者因流量低造成輪盤入口蒸汽溫度下降帶水情況。

3.4 完善必要的監(jiān)測手段

（1）對煙機入口煙氣粉塵含量和顆粒度進行有效分析，加強了各種離線分析手段的應(yīng)用，如煙氣粉塵分析和三旋廢劑的篩分分析，有助于掌握煙氣中催化劑粒度分布的變化情況。通過分析數(shù)據(jù)的變化，對反應(yīng)操作進行適當調(diào)整，提高煙氣的分離效果，降低煙機入口煙氣催化劑粉塵濃度。

（2）加強機組振動在線和離線監(jiān)測，及時了解機組振動的變化趨勢，以便及時采取措施應(yīng)對。通過在線監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線的變化，對機組的運行狀態(tài)及趨勢作出預(yù)測。配合離線現(xiàn)場檢測，提高數(shù)據(jù)的準確性，以便判斷更加準確。這樣機組的操作調(diào)整也會更加及時，不確定性也會減少。

機組調(diào)整后振動升高趨勢明顯變緩，2016 年裝置停工檢修，煙機拆解后發(fā)現(xiàn)結(jié)垢情況也并不嚴重。調(diào)整前后振動數(shù)值見表1。

表1 2014 年10 月及2015 年、2016 年煙機振動變化

從表1 數(shù)據(jù)可以看出，2014 年11 月之前，煙機的振動變化比較劇烈，機組停機風險始終在較高水平，不利于裝置的平穩(wěn)運行。2014 年12 月開機后，煙機振動變化保持緩慢上升趨勢，變化比較平穩(wěn)，時間延長，機組的平穩(wěn)安全運行和裝置的長周期生產(chǎn)得到保障。

4 結(jié)語

煙機振動的頻繁升高導(dǎo)致的停機會嚴重影響催化裝置實現(xiàn)長周期平穩(wěn)運行，影響企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的提升。為了減少煙機振動的波動頻次，降低煙機結(jié)垢速率，除了提高檢修質(zhì)量外，也要從維護操作上多下功夫，尋找問題、查找解決辦法，這樣多管齊下，才能在最大程度上降低煙機的停機隱患，保證長周期運行。