自動底蓋機(jī)在焦化裝置中的安裝及應(yīng)用研究

高 強(qiáng)，李 寧，許福超，孫芳武，江方舟

(正和集團(tuán)股份有限公司，山東東營 257342)

焦化裝置是煉油企業(yè)中重油加工的主要裝置之一，自動底蓋機(jī)是促進(jìn)清理焦炭塔工作自動化、效率提高化的重要手段［1］。徐豪杰等［2］提出了用 PYD420150型代替TDG－Ⅱ型底蓋機(jī)。辛根源等［3］研究了自動底蓋機(jī)故障處理問題。本文介紹了延遲焦化裝置焦炭塔安裝的平板式自動底蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用狀況等，根據(jù)兩年來的應(yīng)用情況，總結(jié)了設(shè)備運(yùn)行狀況及的影響，對自動底蓋機(jī)的安裝、使用等重點(diǎn)關(guān)注問題進(jìn)行了探討，并提出了解決思路和控制措施，對同行業(yè)延遲焦化裝置安全管理工作具有積極的參考價(jià)值。

1 裝置簡介

某公司現(xiàn)有120萬t/a延遲焦化裝置，采用“兩爐四塔”方式生產(chǎn)運(yùn)行，焦炭塔底蓋機(jī)采用人工拆裝。焦化擴(kuò)能改造后，冷焦時(shí)間縮短到20h，會出現(xiàn)焦層溫度較高?，F(xiàn)該裝置焦炭塔塔頂蓋采用自動頂蓋機(jī)，但塔底部分仍采用比較原始的人工拆卸方式，由于冷焦時(shí)間縮短，焦層溫度較高，塔底蓋放出的熱水溫度達(dá)到90℃以上，嚴(yán)重威脅現(xiàn)場拆卸人員的人身安全，延長了塔底蓋的拆卸時(shí)間。2014年底通過考察焦炭塔塔底自動底蓋機(jī)的改造安裝工作，最終選用液壓預(yù)緊密封平板閥式自動底蓋機(jī)(以下簡稱底蓋機(jī))，利用1個(gè)月檢修時(shí)間，安裝并投入使用后取得了良好成效。

2 底蓋機(jī)基本特征

2.1 底蓋機(jī)介紹

所研究的底蓋機(jī)是結(jié)合國內(nèi)焦炭塔底蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研發(fā)的一種新型密閉式、平板結(jié)構(gòu)的自動底蓋機(jī)，取代原來人工拆卸焦炭塔法蘭蓋的方式。

該底蓋機(jī)的密封形式為單面式、金屬硬密封，密封面為上閥座與閥板的接觸面，受力是由液壓螺栓通過支撐座傳到閥板。開蓋時(shí)先注入液壓油將液壓螺栓卸載，再通過油缸驅(qū)動閥板切換，切換完成后停止向液壓螺栓供油，液壓螺栓彈簧自動加載密封力，完成閥板的密封。上閥座密封面開有環(huán)槽，用蒸汽輔助密封，確保不會發(fā)生泄漏，密封面采用氮化、堆焊等表面硬化處理，提高了密封性能，延長了使用壽命。

2.2 基本結(jié)構(gòu)

圖1 底蓋機(jī)外部整體結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Integral structure diagram of automatic bottom cover machine

圖1 為底蓋機(jī)外形結(jié)構(gòu)圖，主要由進(jìn)料短節(jié)、平板閘閥、彈性托架小車、出焦口護(hù)筒等四個(gè)部分組成，內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 底蓋機(jī)內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)Fig.2 Internal detailed structure of automatic bottom cover machine

2.3 性能特點(diǎn)

表1 為自動底蓋機(jī)相應(yīng)的性能參數(shù)及特點(diǎn)。表1 自動底蓋機(jī)性能參數(shù)Table1 Performance parameters of automatic bottom cover machine

由表1可以看出，底蓋機(jī)具有技術(shù)領(lǐng)先、便于改造、密封比壓高、密封力可調(diào)、蒸汽耗量小、可在線維護(hù)等特點(diǎn)，并且經(jīng)過長期、廣泛的工業(yè)運(yùn)用，使用狀況良好。

3 安裝改造注意事項(xiàng)

自動底蓋機(jī)在安裝和改造過程中，需注意以下事項(xiàng):

3.1 改造注意事項(xiàng)

3.1.1 底蓋機(jī)控制油站油泵配置

為保障焦炭塔安全運(yùn)行，考慮到電磁閥等可能出現(xiàn)故障，液壓油泵建議采取“一開一備”的形式，日常保養(yǎng)要配齊備用件。

3.1.2 原焦炭塔底部與進(jìn)料短接的連接

增加自動底蓋機(jī)后，焦炭塔進(jìn)料改為側(cè)進(jìn)料，相對于原來的底部進(jìn)料，會造成焦炭塔受熱不均(尤其是進(jìn)料部分)。該公司是側(cè)進(jìn)料過渡段與焦炭塔出焦口法蘭采用螺栓連接，為保證該處不會因頻繁熱脹冷縮造成密封面泄漏，在法蘭連接內(nèi)壁貼不銹鋼鋼帶采取密封焊接。但實(shí)際效果欠佳，偶爾會出現(xiàn)泄漏情況，需要人工熱緊。因此建議此處焊接連接，以避免法蘭泄漏，同時(shí)需考慮焦炭塔作為壓力容器的改造問題。

3.1.3 除焦口護(hù)筒

根據(jù)實(shí)際情況驗(yàn)證，在除焦口護(hù)筒處開人孔，便于溜槽等部位的檢維修，人孔尺寸以DN500為宜。

3.1.4 進(jìn)料管設(shè)置短節(jié)

增加底蓋機(jī)后，焦炭塔進(jìn)料段不再天天拆卸。但仍需考慮管內(nèi)結(jié)焦風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)現(xiàn)場管線布置，建議設(shè)置一短節(jié)，便于定期對該段管線檢查處置。

3.1.5 鉆桿改造

改造為自動底蓋機(jī)后，增加一進(jìn)料短節(jié)，相當(dāng)于塔內(nèi)部空間往下增加一部分，則原鉆桿不滿足需求。解決措施是可調(diào)節(jié)鉆桿限位達(dá)到目的;另外還可根據(jù)實(shí)際短節(jié)及現(xiàn)有鉆桿尺寸，核算制定具體鉆桿改造方案。

3.2 液壓系統(tǒng)的安裝調(diào)試

安裝前所有油路管道進(jìn)行酸洗鈍化，并且要進(jìn)行全面吹掃，不達(dá)清潔標(biāo)準(zhǔn)不允許與液壓站對接;確保打開相對應(yīng)系統(tǒng)油路回路內(nèi)的回油截止閥，使回油暢通無阻;旋松所有溢流閥的調(diào)節(jié)桿，使系統(tǒng)處于低壓狀態(tài);點(diǎn)動電機(jī)，檢查電機(jī)轉(zhuǎn)向(正轉(zhuǎn));啟動油泵，空轉(zhuǎn)2～5min;確認(rèn)狀態(tài)是否正常;使調(diào)壓回路溢流閥上的電磁閥帶電，慢慢調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)節(jié)桿，通過壓力傳感器觀察壓力的變化，確認(rèn)系統(tǒng)壓力是否正常升降;逐漸調(diào)高壓力，同時(shí)交替接通各電磁換向閥電磁鐵線圈，使油缸前進(jìn)、后退正常換向;松開油缸進(jìn)出口管接頭，排除系統(tǒng)內(nèi)空氣(會有部分油氣混合液排出，直至液體清亮無白沫為止);按壓力傳感器所顯示的數(shù)值，將系統(tǒng)調(diào)至工作壓力，依次分別加負(fù)載，按要求動作檢查符合性;調(diào)整壓力后，鎖定溢流閥，檢查各處有無漏油。

3.3 液壓系統(tǒng)的使用與維護(hù)

正確、合理使用液壓站是關(guān)鍵，日常維護(hù)必須做到:

當(dāng)班人員專門進(jìn)行液壓站的使用及日常維護(hù);經(jīng)常擦拭液壓站閥組、相關(guān)部件，保持內(nèi)部、外部清潔無污染;使用規(guī)定牌號的液壓油，加液壓油過程中，須保證油液清潔無污染;經(jīng)常檢查液壓油面的高度、油溫是否正常;初期兩個(gè)月更換新油，以后一般2個(gè)月更換1/3的液壓油，12個(gè)月全部更換一次;初期每個(gè)月更換一次新濾芯，以后經(jīng)常檢查濾油器，及時(shí)清洗更換;嚴(yán)禁磕碰、搖動、改裝集成塊、控制閥及管道;液壓站不可露天放置、見水、粉塵污染等;工作空間保持干凈，避免高溫;出現(xiàn)異?；蚬收蠎?yīng)及時(shí)排除。

3.4 常見故障與排除方法

表2 常見故障與排除方法Table2 Common failures and troubleshooting methods

通過WHAT－IF法尋找液壓系統(tǒng)常見故障分析與排除方法，如表2所示。

4 運(yùn)行應(yīng)用結(jié)果

底蓋機(jī)投入生產(chǎn)已經(jīng)運(yùn)行兩年時(shí)間，初次改造時(shí)借用原焦炭塔底部法蘭，采用法蘭連接，并對連接內(nèi)部進(jìn)行密封焊，運(yùn)行一段時(shí)間該處輕微泄漏現(xiàn)象。因此其密封結(jié)構(gòu)還可繼續(xù)優(yōu)化，建議改造時(shí)此處直接改為焊接連接，基本消除泄露現(xiàn)象出現(xiàn)，但割除原焦炭塔底部法蘭涉及特種設(shè)備重大改造，需要按照規(guī)定辦理相關(guān)手續(xù)。

焦炭塔進(jìn)料方式改變時(shí)，管線流通面積、工藝介質(zhì)流速均不會有較大變化。因不斷調(diào)節(jié)密封及吹掃蒸汽的壓力，可有效降低蒸汽消耗。底蓋機(jī)需加蒸汽氣封保護(hù)，每個(gè)塔切四通后生產(chǎn)初期，蒸汽消耗約為0.3 t/h，生產(chǎn)后期除焦時(shí)蒸汽消耗約為0.25 t/h，每個(gè)塔平均蒸汽消耗為0.28 t/h。焦化裝置按24 h生焦操作，每次人工拆卸底蓋時(shí)，換塔需更換塔底石墨墊片，換塔螺栓拆裝各一次，長期使用后，螺栓螺紋損壞或變形嚴(yán)重。采用自動底蓋機(jī)后，冷焦溫度可以適當(dāng)上調(diào)，冷焦溫度控制在80℃，節(jié)約冷焦時(shí)間近2 h;每個(gè)塔拆、封底蓋時(shí)間由改造前的1 h降低為10min，節(jié)約了工作時(shí)間，為焦炭塔按時(shí)除焦、熱塔提供了時(shí)間保證。

拆、封底蓋工作由人工拆卸、安裝螺栓，變更為人工操作設(shè)備完成，由焦炭塔底法蘭處敞口式除焦變?yōu)樗追ㄌm處密閉式除焦，能有效防止焦塊脫落砸傷崗位工作人員，保證了人員的安全。

5 結(jié)論

通過研究自動底蓋機(jī)在焦化裝置中的應(yīng)用，得出如下結(jié)論:

(1)研究了自動底蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)性能及特點(diǎn)。

(2)分析了自動底蓋機(jī)在安裝和改造過程中，需要注意的事項(xiàng)。

(3)分析了液壓系統(tǒng)的調(diào)試、使用與維護(hù)，及故障處理，為焦化裝置自動底蓋機(jī)應(yīng)用提供了技術(shù)支持，對同行業(yè)焦化裝置安全管理具有參考價(jià)值。