催化裝置煙機(jī)—主風(fēng)機(jī)組功耗波動(dòng)分析及長周期運(yùn)行建議

摘 要：影響催化裂化裝置長周期平穩(wěn)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素之一就是煙機(jī)-主風(fēng)機(jī)組功耗。機(jī)組功耗波動(dòng)的原因有很多，本文著重分析了空氣參數(shù)的變化、煙機(jī)本體結(jié)垢等影響因素，并經(jīng)過大檢修煙機(jī)的拆解對分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，對能量回收機(jī)組的長周期運(yùn)行提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：煙機(jī)；功耗；結(jié)垢

一、分析目的

截止至2019年5月30日，220萬噸/年催裂化裝置主風(fēng)機(jī)電機(jī)輸出功率已突破10000KW，嚴(yán)重影響了催化裂化裝置的經(jīng)濟(jì)效益，而冬季時(shí)電機(jī)最低輸出功率低至2800KW。因此需要對主風(fēng)機(jī)耗功逐漸增加的原因進(jìn)行分析，從中找到改善電機(jī)耗功情況的方法。

二、電機(jī)耗功的影響因素

（一）空氣參數(shù)變化

夏季、冬季的溫度變化會(huì)明顯影響空氣的運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘度以及密度。運(yùn)動(dòng)粘度越小的流體其流動(dòng)性越好。

動(dòng)力粘度：μ隨氣溫上升而上升

空氣密度： 隨氣溫上升而下降

可推出結(jié)論，當(dāng)氣溫上升時(shí)，μ上升， 下降，因此ν必然上升。

查數(shù)據(jù)可證明：當(dāng)空氣在-20℃時(shí)，

氣溫低的時(shí)候，空氣運(yùn)動(dòng)粘度小，使其流動(dòng)性要遠(yuǎn)好于氣溫高的時(shí)候，即冬季主風(fēng)機(jī)入口吸入空氣的效率要高于夏季。其次，夏季溫度高，空氣密度減小，可提供主風(fēng)機(jī)壓縮的實(shí)際質(zhì)量減小，不便于壓縮機(jī)進(jìn)行吸入壓縮。為了滿足主風(fēng)機(jī)出口壓力和流量，靜葉角度會(huì)相應(yīng)開大，增大了電機(jī)功率輸出。

從合成氨壓縮機(jī)的一篇論文《降低壓縮機(jī)吸氣溫度對排氣量和功耗的影響分析》中“壓縮機(jī)一級(jí)吸氣溫度每降低10℃，供氣量約提高6.5%，單位供氣量的功耗約降低6%，同時(shí)隨著壓縮機(jī)一級(jí)吸氣溫度的降低，排氣溫度也隨之降低”一段論述可以看出，入口溫度降低，可明顯改善主風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，如下數(shù)據(jù)也可以反映著一點(diǎn)：

在處理量、雙動(dòng)滑閥開度沒有明顯變化的情況下，主風(fēng)機(jī)入口溫度升高，電機(jī)的電流和功率也有比較明顯的上升。

（二）YL23000B煙機(jī)結(jié)垢加重

選取2018年開工至今每個(gè)月時(shí)間點(diǎn)作對比，可以看到，煙機(jī)軸功率逐漸下降，電機(jī)電流和功率逐漸升高，雙動(dòng)滑閥不斷開大。嘗試關(guān)小雙動(dòng)滑閥、開大煙機(jī)入口調(diào)節(jié)蝶閥，來使煙氣多進(jìn)入煙機(jī)進(jìn)行做功，結(jié)果發(fā)現(xiàn)關(guān)小雙動(dòng)滑閥后再生器壓力降低幅度很小。說明煙氣進(jìn)入煙機(jī)的流通面積已經(jīng)變窄。

煙機(jī)內(nèi)部結(jié)垢可能發(fā)生的幾種情況：

1.煙機(jī)的動(dòng)、靜葉片及進(jìn)氣錐可能發(fā)生均勻結(jié)垢，改變流道的流通面積，導(dǎo)致出功減少；

2.煙機(jī)的動(dòng)葉圍帶結(jié)垢，使動(dòng)葉片頂磨損，導(dǎo)致煙機(jī)做功能力下降；

3.煙機(jī)進(jìn)氣錐因煙機(jī)入口溫度超溫而變形，使進(jìn)氣方向產(chǎn)生變化，導(dǎo)致煙機(jī)偏離理想做功條件；

三、煙機(jī)檢修解體驗(yàn)證

2019年6月裝置大檢修對煙機(jī)解體后發(fā)現(xiàn)，進(jìn)氣錐和煙機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)、靜葉片根部結(jié)垢較明顯，質(zhì)地松脆，垢片發(fā)紅，（說明煙氣中夾帶的催化劑的鐵離子含量超標(biāo)，隨后化驗(yàn)分析結(jié)果也驗(yàn)證了這一點(diǎn)）；進(jìn)氣錐導(dǎo)流體部位結(jié)垢不明顯，垢片質(zhì)地偏軟，顏色發(fā)白，易松動(dòng)脫落；動(dòng)葉圍帶結(jié)垢不明顯，表面附著物基本為催化劑細(xì)粉，易脫落；

進(jìn)氣錐和煙機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)、靜葉片均勻結(jié)垢，使煙氣流通面積明顯減小，進(jìn)入煙機(jī)做功的煙氣量明顯下降，導(dǎo)致煙機(jī)做功在不斷減少，電機(jī)出功不斷增多，電力消耗越來越嚴(yán)重；動(dòng)葉圍帶沒有明顯結(jié)垢，因此動(dòng)葉片頂幾乎沒有磨損，因此動(dòng)葉片磨損導(dǎo)致煙機(jī)做功能力下降的假設(shè)不成立；進(jìn)氣錐也沒有發(fā)生肉眼可見的變形量，因此因進(jìn)氣錐超溫而變形導(dǎo)致煙機(jī)偏離理想做功條件的假設(shè)也沒有成立；

四、總結(jié)

催化裂化裝置的煙機(jī)-主風(fēng)機(jī)組功耗波動(dòng)主要因素還是以煙機(jī)內(nèi)部的各部件結(jié)垢為主，環(huán)境氣溫變化為輔。因此為了催化裂化裝置的長周期平穩(wěn)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益，要采取嚴(yán)格控制煙氣中催化劑濃度及粒度分布，保證輪盤冷卻蒸汽的品質(zhì)及流量，監(jiān)控?zé)煓C(jī)入口溫度不得超溫等有效措施，加強(qiáng)對機(jī)組的日常維護(hù)和管理工作，扎實(shí)檢修，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)開停機(jī)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈丹，鄭愛國.《煙機(jī)結(jié)垢及磨損原因分析和預(yù)防措施》[J]，中外能源，2008，13（s1）：119-121

作者簡介：

顧國威（1991-），男，學(xué)歷：本科，現(xiàn)就職于中國石油天然氣股份有限公司遼陽石化分公司油化廠二聯(lián)合車間，擔(dān)任設(shè)備工程師一職，主要負(fù)責(zé)大機(jī)組及機(jī)泵等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)和檢修工作。