22萬t/a乙烯裝置的裂解爐長周期運(yùn)行與設(shè)備管理

楊 帆,劉 輝,苗 壯,廖 君,伍世昌

(中國石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化公司乙烯廠,新疆 獨(dú)山子833699)

中國石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司22萬t/a乙烯裝置圍繞著降低裂解爐非計(jì)劃停爐頻次、提高裂解爐投用率和裂解爐運(yùn)行管理水平的目標(biāo),發(fā)動全員參與,查找隱患,識別風(fēng)險(xiǎn),優(yōu)化操作方案,做到精細(xì)化管理,達(dá)到了2018年全年裂解爐非計(jì)劃停工零次、裂解爐投用率100%的目標(biāo).通過進(jìn)行裂解爐特護(hù)勞動競賽,使得2018年度裂解爐燒焦次數(shù)明顯少于2017年同期.2018年裝置運(yùn)行平穩(wěn),1~12月裂解爐基本維持3臺輕烴＋1臺碳五(大)＋2臺石腦油的運(yùn)行加工模式,碳五加工比例較同期增加0．90%,輕烴較同期提高9．13%,石腦油較同期減少8．23%.原料結(jié)構(gòu)總體上輕質(zhì)化,較2017年同期輕烴加工比例有所提高,乙烯收率為35．33%,較同期增加0．03%;雙烯收率為50．26%,同比增加0．55%;裝置加工損失率為0．09%,同比降低0．04%.

1 開展裂解爐特護(hù)勞動競賽,全員參與操作優(yōu)化

運(yùn)用勞動競賽的激勵作用,掀起裂解爐攻關(guān)熱潮.裝置通過開展員工培訓(xùn),提升操作技能,規(guī)范操作,挖掘潛力,延長裂解爐運(yùn)行周期,降低煙氣氮氧化物濃度,保證裝置安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)的清潔生產(chǎn).裝置成立了5個(gè)裂解爐承包小組,將裂解裝置出身的管理、技術(shù)人員,不同班組的裂解班員、值班長、運(yùn)工,按照技能水平混搭成組,從生產(chǎn)、操作、維護(hù)、儀表等全方位進(jìn)行隱患排查并逐一消除,每日對裂解爐工藝、設(shè)備、現(xiàn)場狀態(tài)進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理.通過勞動競賽的推動作用,裝置進(jìn)一步規(guī)范了裂解爐切換操作,完善了燒嘴燃燒控制標(biāo)準(zhǔn),編制了裂解爐氮氧化合物控制方案.規(guī)范控制使各裂解爐達(dá)到最優(yōu)運(yùn)行工況【1】.

2 運(yùn)用四新技術(shù),提高設(shè)備的維保水平

四新技術(shù)指新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備.合理地將四新技術(shù)運(yùn)用到裂解爐管理維護(hù)中,有利于提高重點(diǎn)設(shè)施維護(hù)管理水平【2】.22萬t/a乙烯裝置裂解爐10GFG101/102/105為Lummus SRTGⅣ型爐,10GFG103~104、10GFG106~107為HSGⅢ型爐.以往的檢修記錄顯示,近3年非計(jì)劃停爐檢修次數(shù)為:2015年6次、2016年4次、2017年1次.

裂解爐輻射段爐管故障非計(jì)劃停爐原因分析如圖1所示.

2．1 建立裂解爐爐管檔案

建立裂解爐爐管檔案,實(shí)行壽命管理.2018年完成7臺裂解爐的對流段爐管和輻射段爐管測厚工作,對發(fā)現(xiàn)有泄漏風(fēng)險(xiǎn)的4處補(bǔ)強(qiáng)管箱跨管和2根對流段爐管進(jìn)行更換.由此,當(dāng)年未發(fā)生一起由于裂解爐爐管泄漏而造成的緊急退爐事件.

圖1 裂解爐輻射段爐管故障非計(jì)劃停爐原因分析

2．2 裂解爐重點(diǎn)隱患消缺

10GFG107爐在運(yùn)行時(shí),發(fā)現(xiàn)第3組進(jìn)料橫跨段溫度偏高、TLE出口溫度偏高,懷疑第3組進(jìn)料對流段有結(jié)焦堵塞.斷開稀釋蒸汽線檢修法蘭發(fā)現(xiàn),對應(yīng)的配對法蘭變徑處有較大異物堵塞,堵塞物由于高溫發(fā)生變形,大致外觀尺寸為270 mm×180 mm,經(jīng)過排查,懷疑該堵塞物為DS蒸汽線膨脹節(jié)的內(nèi)襯護(hù)板.后通過檢修將4組稀釋蒸汽線膨脹節(jié)進(jìn)行更換,如圖2所示.

圖2 稀釋蒸汽線內(nèi)異物

2．3 對流段翅片管化學(xué)清洗及機(jī)械清洗

為降低裂解爐排煙溫度,增加對流段爐管的換熱效率,提高裂解爐熱效率,裝置采用對流段機(jī)械清焦與化學(xué)清洗結(jié)合的方式對裂解爐對流段表面積灰和對流段爐管內(nèi)部結(jié)焦進(jìn)行清洗,其中對10GFG101~107裂解爐對流段爐管翅片管進(jìn)行化學(xué)清洗,對10GFG101/102/107裂解爐對流段爐管內(nèi)壁進(jìn)行機(jī)械清洗.通過采取上述措施,每臺裂解爐排煙溫度降低了30~40℃,熱效率提高了0．8%~0．9%.

2．3．1 化學(xué)清洗

裂解爐長期運(yùn)行使得對流段爐管表面積灰嚴(yán)重,采用化學(xué)清洗對其進(jìn)行表面清洗,原理為利用清洗液的濕潤、滲透、乳化、分散和剝離的性能,將污垢從爐管表面清除干凈.清洗過程為由清洗設(shè)備將清洗液輸送到對流段頂部,自上而下噴淋到對流段爐管表面,在對流段下部安裝一個(gè)接液槽,將清洗液導(dǎo)出爐體,如圖3所示.

圖3 對流段翅片管化學(xué)清洗

2．3．2 機(jī)械清洗

在裂解爐對流室出口及對流室入口安裝發(fā)射器,連接軟管,形成回路.啟動清焦工程車送水,放入清焦球,通過水壓將清焦球推入結(jié)焦的管道內(nèi),進(jìn)行往返運(yùn)動,利用清焦球表面附帶的金屬突出物與管道內(nèi)壁做機(jī)械性摩擦,將附著在管道內(nèi)壁上的焦塊、污垢及銹塊刮除.重復(fù)使用一定數(shù)量的清焦球,確定管道初步清除干凈后,將海綿清管器放入爐管內(nèi),清除掉所有細(xì)碎的焦粉和銹蝕.重復(fù)這一過程直至海綿清管器沒有被刮擦,完好無損,表明爐管內(nèi)的結(jié)焦被徹底清除干凈,整個(gè)清焦工作結(jié)束.清焦過程產(chǎn)生的污水通過管道排入儲焦池,爐管清除出的焦粉、焦塊則被運(yùn)至指定地點(diǎn)(焚燒爐),如圖4所示.

圖4 對流段機(jī)械清洗

2．4 更換看火門

原裂解爐的看火門縫隙大、密封效果差、漏風(fēng)而且周圍爐外壁溫度高.針對此問題,裝置采用了新型看火門,對關(guān)閉不嚴(yán)存在漏風(fēng)現(xiàn)象的125臺看火門進(jìn)行更換,有效避免多余空氣進(jìn)入,減少散熱損失,從而提高熱效率和降低煙氣中的氮氧化物含量,如圖5(a)~圖5(b)所示.

2．5 爐內(nèi)襯里保養(yǎng)

爐膛內(nèi)保溫棉、保溫模塊、看火孔模塊發(fā)生破損脫落,會導(dǎo)致爐墻外壁熱點(diǎn)增多,散熱量增加的現(xiàn)象.因此,裂解爐內(nèi)襯需定期進(jìn)行保養(yǎng)性檢修,修補(bǔ)脫落或破損的內(nèi)襯(如圖6所示).

圖5 新舊看火門對比

2．6 裂解氣大閥防焦蒸汽處理

通過分析防焦蒸汽對裂解氣大閥的作用以及防焦蒸汽線堵塞原因,利用檢修時(shí)對防焦蒸汽線返回線進(jìn)行改造,在注入點(diǎn)手閥前增設(shè)法蘭、用帶閥門的法蘭連接閥底導(dǎo)淋,均有助于后期拆卸隔離和疏通;在返回線加設(shè)伴熱管線,防止蒸汽冷凝,保證防焦蒸汽暢通.日后需加強(qiáng)其日常保養(yǎng),嚴(yán)格控制蒸汽的壓力和溫度、確保蒸汽線伴熱和保溫正常、定期對急冷油過濾器排焦、返回線限流孔板定期清理都能有效防止蒸汽返回線的堵塞.裂解氣大閥防焦蒸汽處理如圖7(a)和圖7(b)所示.

圖6 裂解爐爐內(nèi)襯里保養(yǎng)

圖7 裂解氣大閥防焦蒸汽處理

2．7 裂解爐中壓凝液線泄漏處理

中壓凝液線管道砂眼泄漏主要發(fā)生在管道系統(tǒng)的彎頭、三通、對接焊縫和承插焊縫等處.彎頭、三通處主要是由于管道內(nèi)介質(zhì)的壓力沖擊和凝液的沖刷作用造成管壁減薄、強(qiáng)度下降而發(fā)生的穿孔泄漏.中壓凝液線出現(xiàn)漏點(diǎn)泄漏導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)不可控時(shí),就需要把凝液系統(tǒng)切出.這樣做會對整個(gè)凝液系統(tǒng)造成波動,影響裝置平穩(wěn)運(yùn)行.針對此問題制定了解決方案,要求平時(shí)做好定期測厚工作,及時(shí)掌控彎頭、三通等易沖刷部位的減薄情況,做到計(jì)劃檢修與更新,發(fā)現(xiàn)有減薄趨勢的部位應(yīng)提前進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng),如圖8所示.

圖8 中壓凝液線易泄漏部位

3 優(yōu)化裂解爐聯(lián)鎖,杜絕由于儀表故障造成非計(jì)劃停爐

排查裂解爐存在單選觸發(fā)的聯(lián)鎖45個(gè),并在2019年大檢修期間實(shí)施了增加現(xiàn)場儀表、將信號引入SIS系統(tǒng)進(jìn)行雙選改造的方案.在改造實(shí)施之前,裝置和儀表維護(hù)班定期進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)檢查,杜絕由于儀表故障造成非計(jì)劃停爐.

4 創(chuàng)新檢修、維修新思路【3】

創(chuàng)新檢修、維修新思路,推行預(yù)知維修和設(shè)備故障處理新技術(shù),確保裝置生產(chǎn)周期的持續(xù)延長.長周期生產(chǎn)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力、增加有效生產(chǎn)時(shí)間、節(jié)約修理費(fèi)、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑.因此,應(yīng)把持續(xù)延長設(shè)備運(yùn)行周期作為裝置長周期生產(chǎn)的重中之重來抓,創(chuàng)新設(shè)備檢維修思路,大膽應(yīng)用設(shè)備故障處理新技術(shù),加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)和改造,大力推行設(shè)備、裝置不定期檢修,努力延長裝置生產(chǎn)周期.

4．1 積極推進(jìn)裝置不定期大修和設(shè)備預(yù)知維修

在深入掌握裝置運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上,根據(jù)各種可能出現(xiàn)的問題對乙烯裝置生產(chǎn)的影響程度,有計(jì)劃、分階段地安排維修.在檢修原則上,堅(jiān)持“寧小勿大”,即對裝置出現(xiàn)的問題能在線解決的絕不停車處理,能小修解決的決不搞中修,能中修解決的絕不搞大修.在檢修操作上,推行“微創(chuàng)檢修”,在深入分析并正確判斷故障部位的前提下,制定可行的檢修方案,做好充分準(zhǔn)備,對故障部位做“微創(chuàng)手術(shù)”,盡量縮小拆修面,不搞“開膛破肚”.與此同時(shí),必須堅(jiān)持“兩手抓”,在抓好裝置長周期運(yùn)行的同時(shí),積極做好檢修各項(xiàng)準(zhǔn)備工作.

4．2 大膽應(yīng)用設(shè)備在線處理新技術(shù)

隨著裝置連續(xù)運(yùn)行時(shí)間的延長,各種設(shè)備故障的不斷出現(xiàn)將會不同程度地影響長周期生產(chǎn).為了使裝置在不停車的情況下解決存在的各類問題,可大膽嘗試在線處理新辦法,采用帶壓堵漏、帶壓封堵、帶壓接管、帶壓疏通、帶壓為閥體鉆孔注油等新技術(shù).

4．3 加強(qiáng)現(xiàn)場保運(yùn),堅(jiān)持故障處理“事不過夜”

隨著裝置運(yùn)行周期的延長,發(fā)生不可預(yù)見的設(shè)備故障在所難免.在建立周全的應(yīng)急預(yù)案的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)從加強(qiáng)裝置保運(yùn)管理、保證現(xiàn)場物資供應(yīng)方面下功夫,始終堅(jiān)持24 h搶修制,做到處理設(shè)備突發(fā)故障“事不過夜”.