RFCCU装置CO余热锅炉的技术改造

40RFCCU装 置CO余 热 锅 炉 的 技 术 改 造刘 香 兰1莫 正 波2（1. 青 岛 科 技 大 学 化 学 与 分 子 工 程 学 院 ， 山 东 青 岛 266042；2. 中 石 化 济 南 分 公 司 ， 山 东 济 南 250101）摘 要 全 面 分 析 了 目 前 1. 40 Mt / a RFCCU 焚 烧 式 CO 余 热 锅 炉 存 在 的 问 题 ， 应 用 一 系 列的 新 技 术 实 施 改 造 ， 提 高 了 CO 余 热 锅 炉 的 蒸 汽 过 热 能 力 和 烟 气 能 量 回 收 能 力 ， 锅 炉 热 效率 提 高 了 10% 以 上 ， 取 得 了 很 好 的 经 济 效 益 。关 键 词 重 油 催 化 裂 化 装 置 余 热 锅 炉 技 术 改 造 经 济 效 益某 公 司 1. 40 Mt / a RFCCU 工 艺 装 置 相 配 套 的 2台 焚 烧 式 CO 余 热 锅 炉 ， 型 号 为 CG - BQ84 / 506 -68 -3. 82 / 420， 于 1996 年 10 月 投 用 。 投 用 后 几 经改 造 ， 消 除 了 原 设 计 制 造 中 的 部 分 缺 陷 ， 使 锅 炉 系统 在 装 置 负 荷 较 低 且 未 掺 进 口 含 硫 原 油 的 工 况 下 ，基 本 能 够 安 全 、 平 稳 、 长 周 期 运 行 。 但 随 着 RFCCU装 置 掺 渣 比 的 增 加 、 加 工 量 的 提 高 ， 以 及 加 工 进 口含 硫 原 油 后 ， 烟 气 含 硫 量 成 倍 增 加 ， 造 成 锅 炉 运 行原 有 的 不 足 更 加 突 出 并 暴 露 出 许 多 新 问 题 ， 为 此 在装 置 检 修 期 间 对 焚 烧 式 CO 余 热 锅 炉 进 行 了 改 造 。1 存 在 的 问 题1. 1 过 热 器 过 热 能 力 不 足由 于 外 来 饱 和 蒸 汽 量 超 过 设 计 值 近 一 倍 ， 造 成原 蒸 汽 过 热 器 过 热 能 力 严 重 不 足 ， 部 分 中 压 饱 和 蒸汽 不 能 过 热 而 直 接 串 入 1. 0 MPa 低 压 蒸 汽 管 网 ， 能量 损 失 较 大 ， 中 压 过 热 蒸 汽 温 度 低 ， 平 均 在 390，在 冬 季 或 雨 天 仅 为 370， 不 仅 耗 用 了 大 量 的 燃 料 ，而 且 造 成 汽 轮 机 效 率 和 能 力 的 下 降 ， 危 及 到 汽 轮 机组 的 安 全 运 行 。1. 2 锅 炉 尾 部 受 热 面 阻 力 大 ， 烟 气 回 收 利 用 不 足原 设 计 省 煤 器 管 束 布 置 形 式 为 横 向 错 列 ， 这 种省 煤 器 对 含 有 大 量 具 有 静 电 吸 附 作 用 催 化 剂 的 烟气 效 果 较 差 ， 容 易 引 起 积 灰 ， 由 于 相 错 排 列 ， 不 管 采用 何 种 吹 灰 手 段 ， 积 灰 均 难 以 清 除 。 积 灰 不 仅 影 响传 热 效 果 ， 引 起 排 烟 温 度 升 高 ， 锅 炉 效 率 下 降 ， 而 且积 灰 还 阻 塞 了 烟 气 流 通 面 积 ， 导 致 烟 气 在 省 煤 器 中的 流 动 阻 力 较 大 ， 炉 膛 烟 压 升 高 。 虽 然 在 保 证 安 全运 行 的 前 提 下 ， 将 防 爆 门 压 力 作 了 提 高 ， 从 而 多 回收 了 烟 气 ， 但 仍 然 无 法 满 足 要 求 。 由 于 锅 炉 尾 部 受热 面 阻 力 过 大 ， 当 装 置 烟 气 量 超 过 额 定 量 的 76%（ 烟 气 量 大 于1 900 Nm3/ min） 时 ， 只 能 将 部 分 烟 气直 排 大 气 ， 造 成 大 量 高 温 烟 气 余 热 及 CO 化 学 能 的损 失 ， 对 环 境 亦 构 成 严 重 污 染 。1. 3 锅 炉 积 灰 严 重 ， 效 率 降 低催 化 烟 气 中 含 大 量 的 催 化 剂 细 粉 ， 约 120 mg/m3，粒 径 均 小 于 10 m， 这 些 催 化 剂 细 粉 因 静 电 吸 附 而导 致 过 热 器 、 对 流 管 束 和 省 煤 器 严 重 积 灰 ， 造 成 热交 换 能 力 下 降 ， 排 烟 温 度 升 高 ， 热 损 失 增 大 ， 锅 炉 效率 降 低 。1. 4 省 煤 器 腐 蚀 严 重因 加 工 进 口 原 油 含 硫 量 高 ， 烟 气 中 SO2增 加 了3 倍 左 右 ， 造 成 省 煤 器 管 束 腐 蚀 严 重 ， 每 年 省 煤 器 因腐 蚀 泄 漏 ， 最 多 停 炉 处 理 达 4 次 ， 影 响 了 锅 炉 的 正 常运 行 ， 装 置 的 能 耗 增 加 ， 经 济 效 益 下 降 。2 改 造 内 容利 用 原 省 煤 器 空 间 ， 将 原 光 管 省 煤 器 改 为 高 效翅 片 管 省 煤 器 ， 换 热 管 采 用 顺 排 排 列 ， 便 于 清 灰 和减 少 阻 力 。 由 于 采 用 了 翅 片 管 作 为 换 热 元 件 ， 大 大增 加 了 换 热 面 积 ， 减 少 了 省 煤 器 体 积 ， 降 低 了 流 动阻 力 ， 只 需 2 组 换 热 管 束 即 可 ， 节 省 下 的 空 间 可 布 置新 增 低 温 过 热 器 和 水 热 煤 给 水 预 热 装 置 的 烟 气 换热 器 。 低 温 过 热 器 、 省 煤 器 和 烟 气 换 热 器 均 采 用 模块 化 设 计 ， 有 利 于 控 制 产 品 质 量 ， 减 少 现 场 施 工 量 ，缩 短 施 工 周 期 。刘 香 兰 等 RFCCU 装 置 CO 余 热 锅 炉 的 技 术 改 造 技 措 技 改技 措 技 改:;:;: ; ; ; ; ; ; ;:;收 稿 日 期 ： 2003 -10 -15 41 412004 年 第 11 卷 第 2 期 化 工 生 产 与 技 术 Chemical Production and Technology2. 1 增 设 低 温 过 热 器在 余 热 锅 炉 尾 部 下 行 烟 道 上 部 增 设 一 组 低 温 过热 器 ， 将 外 来 饱 和 蒸 汽 先 经 此 过 热 ， 再 进 入 原 过 热 器入 口 处 ， 与 锅 炉 自 产 饱 和 蒸 汽 混 合 后 进 入 原 过 热 器继 续 换 热 。2. 2 采 用 翅 片 管 省 煤 器在 新 增 过 热 器 下 部 布 置 2 组 高 效 翅 片 管 省 煤器 。 因 入 口 给 水 温 度 已 经 水 热 媒 给 水 换 热 器 加 热 至150以 上 ， 彻 底 避 免 了 低 温 露 点 腐 蚀 ， 从 而 达 到 长周 期 安 全 运 行 的 目 的 。2. 3 增 设 烟 气 换 热 器在 省 煤 器 下 部 布 置 两 组 高 效 翅 片 管 烟 气 换 热器 ， 烟 气 换 热 器 采 用 翅 片 蛇 行 管 结 构 ， 顺 排 方 式 排列 。 采 用 翅 片 管 为 换 热 元 件 ， 大 量 增 加 了 换 热 面 积 ，从 而 减 少 了 烟 气 换 热 器 的 体 积 ， 降 低 了 烟 气 流 动 阻力 。 烟 气 换 热 器 将 大 量 低 温 热 有 效 回 收 ， 降 低 排 烟损 失 。 为 防 止 烟 气 换 热 器 发 生 低 温 腐 蚀 ， 在 热 媒 水烟 气 换 热 器 出 口 和 循 环 水 泵 入 口 之 间 ， 设 置 旁 通 回流 调 节 阀 ， 自 动 保 持 烟 气 换 热 器 的 最 低 温 度 高 于 酸露 点 （ 设 定 值 150） ， 彻 底 消 除 低 温 露 点 腐 蚀 。2. 4 增 设 给 水 预 热 器在 锅 炉 给 水 泵 出 口 增 设 2 台 给 水 预 热 器 ， 分 别预 热 锅 炉 给 水 及 外 取 热 器 、 油 浆 蒸 汽 发 生 器 给 水 。给 水 预 热 器 冷 却 介 质 压 力 较 高 ， 故 采 用 U 型 管 换 热器 ， 其 管 束 与 管 板 均 采 用 不 锈 钢 ， 壳 体 、 封 头 及 支 座采 用 16 MnR。 给 水 走 管 程 ， 热 媒 水 走 壳 程 ， 两 个 换 热器 上 下 叠 放 ， 以 节 省 空 间 。 锅 炉 给 水 通 过 调 节 换 热量 保 证 省 煤 器 入 口 水 温 不 低 于 150。2. 5 增 设 水 热 煤 空 气 预 热 器在 鼓 风 机 出 口 风 道 增 设 水 热 媒 空 气 预 热 器 ， 空气 预 热 器 使 用 材 料 、 材 质 、 结 构 、 布 置 、 型 式 、 制 造 方法 等 与 烟 气 换 热 器 相 同 ， 最 高 可 将 助 燃 空 气 温 度 升至 170后 进 入 燃 烧 器 ， 达 到 节 约 燃 料 的 目 的 。 首 先保 证 锅 炉 给 水 预 热 温 度 达 到 150， 然 后 通 过 调 节加 热 外 蒸 发 器 （ 外 取 热 、 油 浆 蒸 汽 发 生 器 ） 给 水 的 热媒 水 流 量 ， 加 热 2 台 锅 炉 助 燃 空 气 温 度 至 170， 其余 热 量 用 于 加 热 外 蒸 发 器 给 水 。2. 6 增 设 固 定 旋 转 蒸 汽 吹 灰 器在 低 温 过 热 器 、 省 煤 器 、 烟 气 换 热 器 增 上 25 台固 定 旋 转 蒸 汽 吹 灰 器 ， 通 过 控 制 柜 自 动 控 制 各 蒸 汽吹 灰 器 的 启 动 、 停 止 时 间 ， 可 有 效 清 除 积 灰 ， 提 高 换热 效 率 。 改 造 后 的 流 程 见 图 1。图 1 省 煤 器 改 造 示 意3 改 造 后 的 标 定 结 果锅 炉 改 造 前 后 的 运 行 参 数 标 定 结 果 对 比 见 表1。表 1 锅 炉 改 造 前 后 运 行 参 数 标 定 结 果 对 比标 定 项 目 原 设 计 改 造 前 改 造 后烟 气 处 理 量 / Nm3 min- 12 800 1 900 2 653外 来 烟 气 温 度 / 506 445. 7 470外 来 烟 气 CO 含 量 / v% 4. 13 4. 0 4. 3外 取 热 产 汽 量 / t h- 126 42. 4 58风 机 启 用 台 数 / 台 2 3 21#炉炉 膛 温 度 8T1416A / 950 945 862过 热 器 出 口 烟 温 / 721 817 733省 煤 器 入 口 烟 温 / 375 449 431排 烟 温 度 / 209 291. 5 174氧 含 量 / v% 1 3 1. 5 1. 2用 瓦 斯 量 / kg h- 12 842 1 943 1 500用 油 浆 量 / kg h- 10 260 0过 热 外 来 饱 和 汽 量 / t h- 122 30. 2 41过 热 蒸 汽 温 度 / 420 394. 2 423热 效 率 / % 77. 62 78. 2 89. 672#炉炉 膛 温 度 8T1416A / 950 926 880过 热 器 出 口 烟 温 / 721 768 730省 煤 器 入 口 烟 温 / 375 406 423排 烟 温 度 / 209 270 166氧 含 量 / v% 1 3 1. 6 1. 1用 瓦 斯 量 / kg h- 12 840 1 892 1 500用 油 浆 量 / kg h- 1280 0过 热 外 来 饱 和 汽 量 / t h- 122 31 41过 热 蒸 汽 温 度 / 420 400 417热 效 率 / % 77. 63 78. 8 90. 48 42由 表 1 可 以 看 出 ， 改 造 后 锅 炉 烟 气 回 收 能 力 大大 增 强 ， 确 保 了 再 生 烟 气 的 全 部 回 收 。 过 热 器 蒸 汽过 热 能 力 提 高 ， 蒸 汽 品 质 得 以 保 证 。 1#、 2#锅 炉 排 烟温 度 降 低 分 别 降 低 了 近 100， 锅 炉 热 效 率 提 高 了10% 以 上 。4 结 论（1）2 台 焚 烧 式 CO 焚 烧 余 热 锅 炉 改 造 后 均 提 高了 过 热 器 过 热 能 力 ， 提 高 了 过 热 蒸 汽 温 度 ， 提 高 了 锅炉 热 效 率 ， 并 降 低 了 排 烟 温 度 。（2） 改 造 后 基 本 解 决 了 尾 部 受 热 面 低 温 腐 蚀 的问 题 ， 减 少 了 被 动 停 炉 损 失 ， 使 整 个 装 置 能 耗 降 低 了695 MJ / t 原 料 油 。（3） 中 压 过 热 蒸 汽 品 质 提 高 ， 汽 轮 机 安 全 运 行 ，工 作 效 率 提 高 。（4） 不 需 升 压 操 作 ， 就 能 够 回 收 全 部 烟 气 。 每 年可 多 回 收 烟 气 中 物 理 显 热 167 472GJ， 折 合 燃 料 油4 000 t。（5） 改 造 投 资 约680 万 元 ， 不 仅 当 年 回 收 改 造 成本 ， 而 且 可 增 加 效 益 2 356 万 元 。作 者 简 介 刘 香 兰 ， 女 ，1967 年 出 生 ， 硕 士 ， 毕 业 于 山 东 大学 。 现 主 要 从 事 化 学 化 工 的 教 学 与 科 研 工 作 。刘 香 兰 等 RFCCU 装 置 CO 余 热 锅 炉 的 技 术 改 造 技 措 技 改稀 土 在 塑 料 领 域 应 用 前 景 好我 国 是 世 界 稀 土 盛 产 国 ， 由 于 稀 土 具 有 许 多 优 异 的 特性 ， 应 用 在 塑 料 加 工 中 能 改 善 塑 料 的 许 多 特 性 ， 拓 宽 了 塑 料的 应 用 范 围 ， 具 有 较 好 的 市 场 前 景 。1. 稀 土 无 毒 热 稳 定 剂出 于 聚 氯 乙 烯 成 型 加 工 温 度 高 于 分 解 温 度 ， 在 成 型 制 品时 需 加 入 稳 定 剂 ， 使 其 分 解 温 度 提 高 到 成 型 加 工 温 度 以 上 ，分 解 温 度 越 高 ， 其 热 稳 定 效 果 越 好 ， 成 型 越 容 易 。 传 统 使 用 的热 稳 定 剂 主 要 是 铅 热 和 金 属 皂 盐 。 这 些 热 稳 定 剂 有 毒 ， 而 且加 入 量 大 ， 制 品 不 透 明 。目 前 内 蒙 古 包 头 塑 料 工 业 科 学 研 究 所 研 制 的 稀 土 聚 氟乙 烯 无 毒 热 稳 定 剂 具 有 较 好 的 特 性 ： 在 高 剪 切 力 和 250高 温 下 相 对 稳 定 ， 且 不 和 聚 氯 乙 烯 起 反 应 ， 也 不 分 解 成 能 促进 聚 氯 乙 烯 分 解 的 物 质 ； 热 稳 定 剂 经 烘 干 、 粉 碎 后 ， 产 品 无杂 质 ， 易 分 散 混 合 ； 该 热 稳 定 剂 为 有 机 弱 酸 盐 ， 可 防 止 碱 性过 强 造 成 聚 氯 乙 烯 在 加 工 时 不 利 反 应 产 生 。该 热 稳 定 剂 可 用 于 所 有 聚 氯 乙 烯 制 品 。 主 要 优 点 是 ： 加入 量 少 ， 无 毒 ， 易 与 树 脂 混 合 且 分 散 均 匀 ， 可 提 高 挤 出 量 ， 易塑 化 ， 制 品 光 泽 度 好 ， 各 项 理 化 性 能 和 传 统 铅 稳 定 剂 相 比 均有 不 同 程 度 提 高 。2. 稀 土 改 性 剂浇 铸 尼 龙 (MC 尼 龙 )， 因 其 生 产 设 备 投 资 少 ， 成 型 工 艺 简单 ， 近 年 来 市 场 需 求 不 断 增 长 。目 前 在 MC 尼 龙 生 产 中 加 入 稀 土 改 性 剂 ， 在 尼 龙 单 体 活化 过 程 中 加 大 了 聚 合 分 子 量 ， 使 MC 尼 龙 的 分 子 量 分 布 更 趋一 致 、 合 理 ， 从 而 改 善 了 MC 尼 龙 的 尺 寸 稳 定 性 ， 提 高 了 耐 磨度 ， 各 项 力 学 性 能 均 有 不 同 程 度 的 改 善 。3. 稀 土 光 致 发 光 剂发 光 塑 料 制 品 是 近 年 来 兴 起 的 一 种 高 附 加 值 新 型 功 能材 料 。 传 统 使 用 的 发 光 材 料 以 硫 化 物 为 基 质 ， 这 些 发 光 物 质光 亮 度 差 ， 发 光 时 间 短 ， 只 呈 现 某 种 颜 色 光 ， 没 有 光 转 换 功能 。目 前 我 国 研 制 开 发 的 稀 土 光 致 发 光 剂 有 以 下 的 特 点 ： 被 激 发 的 稀 土 离 子 中 处 于 激 发 态 的 电 子 寿 命 比 普 通 原 子 激发 态 寿 命 长 得 多 ； 在 稀 土 激 活 的 磷 光 体 中 可 掺 杂 、 敏 化 ， 组成 各 种 功 能 的 发 光 材 料 ； 可 制 备 出 不 同 特 征 的 磷 光 体 ， 如可 生 产 不 同 余 辉 ， 不 同 颜 包 等 制 品 ； 亮 度 高 ， 化 学 稳 定 性好 ； 制 备 及 应 用 工 艺 简 单 。4. 稀 土 磁 性 剂在 塑 料 加 工 时 加 入 稀 土 磁 性 剂 ， 经 充 分 混 合 熔 融 ， 在 充磁 机 的 磁 化 下 ， 可 生 产 各 类 稀 土 磁 性 塑 料 制 品 。稀 土 磁 性 塑 料 制 品 可 采 用 浇 铸 、 注 塑 、 挤 出 、 涂 饰 等 工 艺生 产 ， 制 品 应 用 领 域 较 广 ， 市 场 潜 力 较 好 。5. 稀 土 在 塑 料 加 工 中 的 其 他 应 用防 老 化 性 能 。 塑 料 成 型 加 工 时 加 入 某 种 稀 土 化 合 物 可大 大 延 缓 塑 料 制 品 的 老 化 寿 命 。 在 塑 料 异 型 材 生 产 中 加 入0. 5% 的 稀 土 化 合 物 和 同 样 配 方 不 加 稀 土 化 合 物 的 塑 料 异 型材 进 行 氙 灯 光 源 照 射 试 验 ， 结 果 前 者 的 防 老 化 系 数 可 提 高0. 5 倍 以 上 。改 善 塑 料 着 色 性 能 。 在 塑 料 成 型 加 工 中 ， 加 入 钕 、 镨 等化 合 物 ， 经 某 种 化 学 处 理 后 ， 产 品 呈 钕 紫 、 镨 黄 色 ， 其 光 泽 柔和 、 鲜 亮 ， 色 调 纯 正 。 在 酸 、 碱 溶 液 和 太 阳 曝 晒 等 条 件 下 ， 仍 能保 持 原 有 色 泽 。 而 对 比 样 品 所 用 传 统 有 机