完善冷除焦系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施消除裝置隱患增收創(chuàng)效

張國祥 盛 健 楊和平

（烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆 烏魯木齊830019）

0 簡述

我車間60萬噸/年延遲焦化裝置，于2000年設(shè)計(jì)2004年建成，冷除焦水系統(tǒng)采用敞開式排放，2012針對(duì)焦炭塔頂?shù)咨w進(jìn)行改造采用了自動(dòng)化頂?shù)咨w機(jī)系統(tǒng)。120萬噸/年延遲焦化裝置于2010年3月由北京設(shè)計(jì)院（SEI）設(shè)計(jì)，2011年9月建成，2011年10月試車成功。裝置公稱規(guī)模120萬噸/年，設(shè)計(jì)生焦周期為24小時(shí)，操作彈性為60%～120%，冷除焦水利系統(tǒng)采用密閉式和敞開式兩種方式復(fù)合。裝置正常生產(chǎn)期間均采用密閉方式冷焦，密閉方式可以有效的降低冷焦水水量蒸發(fā)所帶來的生產(chǎn)能耗，同時(shí)可對(duì)冷除焦水中的油組份進(jìn)行回收回?zé)挳a(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，再者降低了冷焦水對(duì)周邊環(huán)境及人員的影響。然而裝置冷除焦系統(tǒng)設(shè)備故頻發(fā)對(duì)裝置長周期平穩(wěn)安全運(yùn)行造成了一定的困擾。為了有效降低冷除焦水利系統(tǒng)設(shè)備故障率剔除生產(chǎn)難題，我們針對(duì)冷除焦水利系統(tǒng)中存在的問題，提出了行之有效的解決方案，并加以實(shí)施保障了裝置長周期平穩(wěn)生產(chǎn)。

1 問題查擺

我車間水利除焦系統(tǒng)設(shè)備故障突出點(diǎn)分布

1）冷焦放水線堵塞，導(dǎo)致放水操作無法實(shí)施密閉排放影響環(huán)境增加能耗。

2）焦炭塔底蓋機(jī)改造后，底蓋機(jī)輔助蒸汽在冬季冷凝結(jié)冰嚴(yán)重造成安全隱患。

2 調(diào)查分析及處理措施

2.1 冷焦放水線堵塞，導(dǎo)致放水操作無法實(shí)施密閉排放影響環(huán)境增加能耗

120萬噸年延遲焦化裝置于2012年底冷焦放水去D-402線管路發(fā)生焦粉堵塞，致使冷焦水密閉排放流程卡死失效，無法實(shí)現(xiàn)冷焦水的密閉排放。冷焦水改敞開式排放后冷焦水的蒸發(fā)量在一定程度上導(dǎo)致了冷除焦水的用量增大，每天均需要對(duì)冷焦水進(jìn)行補(bǔ)充，根據(jù)計(jì)量統(tǒng)計(jì)補(bǔ)水量均在100t/d左右。其次冷焦水中含有一定的量的硫化物以及廢油和苯類致癌物，敞開排放后嚴(yán)重污染周邊空氣，不僅對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，同時(shí)也嚴(yán)重污染周邊環(huán)境。導(dǎo)致管線堵塞原因主要是放水過程本質(zhì)上是一個(gè)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程，在放水后期塔內(nèi)介質(zhì)勢(shì)能減小，其所轉(zhuǎn)化能夠推動(dòng)冷焦水排除的動(dòng)能便會(huì)隨之減小，進(jìn)而冷焦水流速降低，再者綜合管路對(duì)流體產(chǎn)生的阻力，最終導(dǎo)致冷焦水中的焦粉逐次沉積粘附在管壁上最終導(dǎo)致管路發(fā)生堵塞。

表1 焦池內(nèi)水分分析結(jié)果mg/L

2.2 管線堵塞處理措施及能效核算

圖1 120萬噸/年延遲焦化裝置冷焦水流程示意簡圖

針對(duì)冷焦放水線管線堵塞問題我們對(duì)原有的密閉放水線C-101/AB至D-402段進(jìn)行了改造。將原來的管段連接形式由焊接改為了法蘭連接，這樣做即將整條管線分割成了多段。未改造之前管線作為整體，管線一旦堵塞清理工作工期長難度大，經(jīng)過改造后的管線即便發(fā)生堵塞亦便于清理疏通，可有效保障冷焦水的密閉排放。通過此次改造既保障了生產(chǎn)又能使周邊環(huán)境不至惡化，其次降低生產(chǎn)能耗創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益。改造工程合計(jì)4.4萬元，材料費(fèi)2.8萬元，人工費(fèi)用1.6萬元。管線改造后每天的補(bǔ)水量僅為40t/d，與原來相比減少了近60t/d，按照新水3.0元/噸的價(jià)格計(jì)算，每天可節(jié)省180元，每年6.6萬元，一年內(nèi)即可收回施工改造的成本，同時(shí)每年可節(jié)約2.2萬噸新水用量，切實(shí)做到了節(jié)能降耗增收創(chuàng)效的舉措。

圖2 冷焦放水線加法蘭前

圖3 冷焦放水線加法蘭后

2.3 焦炭塔底蓋機(jī)輔助蒸汽在冬季冷凝結(jié)冰嚴(yán)重造成安全隱患

60萬噸/年延遲焦化裝置在2012焦炭塔頂?shù)咨w進(jìn)行改造后于2013年開工。但是圍繞著底蓋機(jī)系統(tǒng)輔助蒸汽乏汽肆意無序排放造成的冬季結(jié)冰問題一直困擾裝置安全生產(chǎn)，同時(shí)對(duì)人員安全也存在著一定隱患。

圖4 60萬噸/年延遲焦化裝置塔底框架正面圖

圖5 60萬噸/年延遲焦化裝置塔底框架側(cè)面圖

底蓋機(jī)蒸汽氣路系統(tǒng)分為三路：J3路為八角墊密封蒸汽，J2為閥體吹掃蒸汽，J1為閥座吹掃蒸汽。我們所關(guān)注的引起乏汽肆意排放冬季結(jié)冰的是J1也就是閥座吹掃蒸汽（同時(shí)也是底蓋機(jī)閥板與閥座間的輔助密封蒸汽）。從設(shè)計(jì)理論上閥座閥板完全貼合密封時(shí)，閥座吹掃蒸汽不存在漏量，但實(shí)際上生產(chǎn)中由于閥板閥座的受熱存在差異，因此存在一定的形變，繼而乏汽泄漏是客觀存在的。由于焦炭塔內(nèi)外存在差壓，塔內(nèi)相對(duì)壓力高于塔外常壓，蒸汽的泄漏量更偏向于塔外，泄漏蒸汽在閥板箱內(nèi)順著金屬導(dǎo)流管進(jìn)入塔口除焦護(hù)筒之后便排向外界，繼而就出現(xiàn)了輔助蒸汽乏汽肆意排放冬季結(jié)冰的現(xiàn)象。

圖6 底蓋機(jī)輔助蒸汽分布圖

2.4 引流乏汽消除隱患

通過對(duì)底蓋機(jī)輔助蒸汽乏汽泄露的分析我們對(duì)焦炭塔底蓋機(jī)輔助蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行了改造，鋪設(shè)乏汽引流線。將金屬軟管下端法蘭由原來的與護(hù)筒連接改為與引流線連接。經(jīng)過改造后，原來肆意無序排放的乏汽經(jīng)過引流線冷凝直接排入焦池，一則徹底解決了乏汽肆意排放造成的焦炭塔塔底平臺(tái)冬季結(jié)冰帶來的安全隱患，二則乏汽冷凝后冷凝水進(jìn)入焦池流進(jìn)冷焦池，起到了回收效用。

圖7 底蓋機(jī)氣路系統(tǒng)改造前

3 效果驗(yàn)證及總結(jié)

事實(shí)證明通過合理有效的改造措施，消除了潛藏在裝置內(nèi)的生產(chǎn)及安全隱患，解決了冷除焦系統(tǒng)防水線堵塞和底蓋機(jī)輔助蒸汽肆意排放結(jié)冰的問題，為裝置安全生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，做到了節(jié)能降耗增收創(chuàng)效的目的。