一段轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化管使用壽命分析

趙男　王英雪

[摘要]經(jīng)過(guò)2016年7月的檢修后，一段轉(zhuǎn)化爐H-1更換了14跟轉(zhuǎn)化管，轉(zhuǎn)化管的使用壽命也越來(lái)越短，面臨的問(wèn)題也較多。本文對(duì)一段轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化管的使用壽命進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決方法。

[關(guān)鍵詞]一段爐；轉(zhuǎn)化管；使用壽命

一、一段爐內(nèi)部的主要構(gòu)造

一段轉(zhuǎn)化爐的對(duì)流段安裝了6組盤(pán)管：鍋爐給水預(yù)熱盤(pán)管、原料氣預(yù)熱盤(pán)管、高壓蒸汽盤(pán)管、工藝空氣預(yù)熱盤(pán)管、混合原料氣預(yù)熱盤(pán)管、過(guò)熱蒸汽盤(pán)管：一段爐的輻射段懸掛了88根轉(zhuǎn)化管，爐壁兩側(cè)安裝有對(duì)稱(chēng)的上下兩排燒嘴，每排52個(gè)，共計(jì)104個(gè)燒嘴。

輻射段南北寬3020（不包括爐壁），爐底轉(zhuǎn)化管間隙寬480（陶纖填塞部位），東西爐長(zhǎng)：24350（不包括爐壁厚）；爐底內(nèi)部寬度3020-330×2=2360mm，長(zhǎng)度：24350-330×2=23690mm。

二、影響一段爐轉(zhuǎn)化管壽命因素

一段爐在運(yùn)行過(guò)程中有較高的控制要求，其溫度控制主要有以下5個(gè)參數(shù)控制：T1280A、TI 280B、T1280C、T1241、T1242、。其中T1241、TI 242為一段爐內(nèi)部的拱頂溫度，T1280A、B、C均為拱頂溫度。在運(yùn)行中，其中5個(gè)拱頂溫度均要求不超過(guò)1000℃。如果長(zhǎng)期發(fā)生超溫的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化管內(nèi)催化劑易出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，催化劑一旦進(jìn)行結(jié)焦，就會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱造成轉(zhuǎn)化管超溫、燒紅，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞轉(zhuǎn)化管，造成裝置停車(chē)。

（一）在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，為了滿(mǎn)足后續(xù)工段的生產(chǎn)，保證一段爐轉(zhuǎn)化管內(nèi)有較好的反應(yīng)條件和后續(xù)工段的熱負(fù)荷以及裝置滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)，一段轉(zhuǎn)化爐自開(kāi)工起就一直處于滿(mǎn)負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。由于一段轉(zhuǎn)化爐一直處于一種滿(mǎn)負(fù)荷或者超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，燃燒工況不佳，燃燒背壓過(guò)高，在燃燒控制不良時(shí)，火焰易發(fā)飄，舔轉(zhuǎn)化管。

2011年3月的檢修對(duì)廢熱鍋爐E-8進(jìn)行了芯子的更換。隨著E-8的換熱能力增強(qiáng)，E-8出口工藝氣的溫度隨之下降，即高變?nèi)肟跍囟冉档汀８咦內(nèi)肟跍囟冉档秃?，出口溫度相?yīng)降低約40℃，高變出口的工藝氣與混合原料氣在E-10換熱后，混合原料氣溫度同檢修前下降了約20℃，使得進(jìn)入轉(zhuǎn)化管的工藝氣溫度T1106以及出口溫度TC112出現(xiàn)同等幅度的下降，因此一段爐H-1出口溫度很難提到675℃以上。T1112溫度達(dá)不到要求，則一段爐出口的甲烷轉(zhuǎn)化率很難達(dá)到生產(chǎn)要求。為了有較好的甲烷轉(zhuǎn)化率，一段爐的生產(chǎn)溫度就要相應(yīng)的提高，班組為保證生產(chǎn)指標(biāo)不超標(biāo)就會(huì)提高一段爐爐膛和拱頂溫度，一班情況下班組都會(huì)控制爐膛和拱頂溫度在指標(biāo)上限，使得轉(zhuǎn)化管長(zhǎng)期處于高溫煅燒狀態(tài)。

（二）在2010年以前，一段爐使用的燃料氣主要有天然氣和廢氣，其中摻燒部分煉油來(lái)瓦斯。天然氣和廢氣為清潔燃料，不含油，而煉油廠供給的瓦斯經(jīng)常出現(xiàn)帶油、雜質(zhì)的情況，瓦斯的成分也有波動(dòng)，這就造成了摻燒瓦斯期間火焰狀況不穩(wěn)定，出現(xiàn)飄火、舔管以及爆燃的現(xiàn)象。

（三）轉(zhuǎn)化管采用的懸掛方式為上部用吊架懸掛，輔以配重；下部采用鋼支撐卡住轉(zhuǎn)化管變徑處。每一次轉(zhuǎn)化管更換或者轉(zhuǎn)化管更換催化劑后都要重新進(jìn)行配重的安裝。每一次安裝未經(jīng)過(guò)緊密計(jì)算，轉(zhuǎn)化管本身長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，如果配重不足以吊起轉(zhuǎn)化管，轉(zhuǎn)化管的下部支撐就會(huì)較多的承受轉(zhuǎn)化管的重量，這樣就會(huì)造成轉(zhuǎn)化管的彎曲。轉(zhuǎn)化管的彎曲會(huì)引起局部受熱不均，從而引起轉(zhuǎn)化管內(nèi)部催化劑的局部過(guò)熱，縮短轉(zhuǎn)化管的使用壽命。

（四）頻繁的開(kāi)停車(chē)也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)化管的使用壽命造成影響。二合成裝置從2011年到2012年，裝置操作變動(dòng)多，裝置頻繁開(kāi)停工。每次開(kāi)停車(chē)過(guò)程中，轉(zhuǎn)化管從冷態(tài)到熱態(tài)、從熱態(tài)到冷態(tài)，管壁承受的熱應(yīng)力會(huì)大大縮短轉(zhuǎn)化管的使用壽命。

三、提高一段爐轉(zhuǎn)化管壽命

為使轉(zhuǎn)化管有較高的使用壽命，應(yīng)采取以下措施。

（一）優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行

一個(gè)成熟的操作工擁有多年的操作經(jīng)驗(yàn)，往往在操作時(shí)找到一個(gè)令裝置平穩(wěn)的穩(wěn)態(tài)，這樣，在監(jiān)屏的時(shí)候就能比較輕松的進(jìn)行操作。但是，根據(jù)裝置生產(chǎn)狀況來(lái)看，要想產(chǎn)生穩(wěn)定的高壓蒸汽，一段爐的熱負(fù)荷就需要靠上限運(yùn)行。一些操作人員在對(duì)一段爐的熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整時(shí)，往往把熱負(fù)荷加的過(guò)高，由此來(lái)產(chǎn)生高壓蒸汽。這樣做雖然暫時(shí)的維持了一個(gè)穩(wěn)態(tài)，但是一段爐需要在超負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，熱負(fù)荷的提升造成拱頂局部出現(xiàn)超溫現(xiàn)象。從根本上加強(qiáng)操作人員的操作技能與思想意識(shí)，平時(shí)操作過(guò)程中嚴(yán)禁出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，工藝管理人員要加強(qiáng)班組操作條件的管理，優(yōu)化調(diào)整界面條件。

（二）使用清潔燃料、科學(xué)調(diào)火

2010年以后二合成車(chē)間使用的主要燃料氣為天然氣和裝置生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的廢氣，燃燒情況良好。同時(shí)2012檢修過(guò)程中更換了破損的火嘴，良好的燃燒狀況能保證一段轉(zhuǎn)化爐的平穩(wěn)運(yùn)行。班組操作人員在進(jìn)行調(diào)火的過(guò)程中不應(yīng)作大幅度調(diào)整，要勤調(diào)、微調(diào)、超前調(diào)節(jié)。

（三）合理調(diào)節(jié)配重、制定標(biāo)準(zhǔn)

每次轉(zhuǎn)化管配重回裝的過(guò)程中，技術(shù)管理人員要嚴(yán)格按照裝填的催化劑質(zhì)量來(lái)進(jìn)行配重的加裝，避免出現(xiàn)下部支撐受力的情況，從而減小轉(zhuǎn)化管的彎曲程度。

（四）優(yōu)化開(kāi)工

裝置每次開(kāi)停工，根據(jù)情況不同升溫曲線也不相同，開(kāi)停車(chē)過(guò)程要嚴(yán)格按照升溫曲線進(jìn)行烘爐，避免大幅升溫的情況出現(xiàn)。另外除聯(lián)鎖停車(chē)外，也要避免緊急停車(chē)過(guò)程中急劇降溫的情況出現(xiàn)。

四、結(jié)論

（一）一段爐運(yùn)行期間，操作人員應(yīng)該秉著認(rèn)真負(fù)責(zé)的心態(tài)對(duì)一段爐的熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，避免超溫現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（二）現(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)及時(shí)觀火、調(diào)火，避免出現(xiàn)飄火、舔管、燃燒不好以及尾燃的現(xiàn)象出現(xiàn)。

（三）車(chē)間技術(shù)管理人員合理檢修，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)操作規(guī)程進(jìn)行配重的安裝，避免出現(xiàn)轉(zhuǎn)化管的彎曲。

對(duì)員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，使員工清晰的認(rèn)識(shí)到一段爐的重要作用，從而精益求精的操作。

（四）開(kāi)停工過(guò)程嚴(yán)格按照升溫曲線進(jìn)行操作。