催化裂化烟气余热利用改造#一类特选

1、催化裂化烟气余热利用改造程洁 (九江石化总厂)内容摘要 九江石化总厂催烟机出口烟气温度高,该烟气充分合理的利用,有助于提高装置的出力,降低装置能耗,提高设备的利用系数.本文通过对催化裂化烟气增设烟气余热锅炉,充分回收烟气的余热,并将原有的废热炉恢复为中压锅炉,既利用了余热,又增加了全厂的锅炉供汽负荷,减轻供汽压力.一 前言九江石化总厂催烟机出口烟气在开工初期,其烟气中的CO含量较高,达6.87%(以重量百分比计).因此,原动力65T/H锅炉按部分燃烧催化烟气,部分燃烧炼厂燃料气,部分燃烧燃料油设计.随着炼厂的发展和改进,催化烟气中的CO含量已逐步减少,为0.4%,尽管如此,烟气温度依然很高,达

2、530C(平均),正因为如此,动力65T/H锅炉从原先CO烟气混烧炉改变成现在的CO烟气废热炉(3#炉),使3#炉从原来的产65T/H中压蒸汽炉(3.8MPa,450C)变为现在的产12T/H低压蒸汽炉(1.0MPa,250C).结果是,锅炉大材小用,而且,烟气中的催化剂粉尘较大,含硫,对锅炉的尾步烟道灰堵丶腐蚀严重,加大了锅炉的维修费用.二 烟气余热利用改造(一) 现状1 催化裂化烟气现状1.1 组成1) 流量最大值:126000NM/H,正常值:100000NM/H.2) 温度温度范围:510C550C,正常值:530C.3) 压力:500mmH2O.4) 容积成分N2 CO2 CO O2

3、 H2O SO2 65.5 16 0.4 3 15 20um0.5 8.1 55.4 366) 含尘量: 100180mg/Nm .1.2 利用催化裂化烟气余热利用动力3#锅炉回收.非常情况通过锅炉烟囱排放.2 动力锅炉现状动力锅炉现有4台,由于3#炉作为废热炉使用,实际正常生产中压蒸汽的锅炉只有3台,随着总厂不断的扩大,生产装置的增加,蒸汽的供给需求量增加,锅炉的负荷紧张,这种供求矛盾日益显得突出.3 解决方法将动力3#炉恢复成中压炉,从原来产12T/H(1.0MPa,250C)，恢复成产65T/H(3.8MPa,450C)的蒸汽,同时增设一台废热炉,利用催化裂化烟气余热,生产中压蒸汽(3.

4、8MPa,440C,16.5T/H).(二) 流程简介1 汽水流程1.1 3#炉的汽水流程恢复成原中压蒸汽锅炉后,其汽水流程不变.1.2 增设催化烟气余热炉的汽水流程为:锅炉给水从管网锅炉中压给水中来(6.4MPa,104C),经余热炉的给水调节阀调节至(4.0MPa)进入混水器后,进入热管省煤器,再进入一二级省煤器,然后进入锅筒,蒸汽从锅筒经低温过热器,减温器,高温过热器进入分汽包后并入中压蒸汽管网(3.8MPa,440C).2 烟气流程2.1 3#炉恢复燃烧炼厂燃气与燃油.2.2 余热炉的烟气(530C)先从烟道进入水封罐,再进入余热炉的烟气通道,再经尾部烟道,并入3#和4#锅炉尾部烟道,

5、进入烟囱排出,排出烟温约210C.3 余热炉主要设备简介3.1 主要设备1） 过热器：过热器采用38x4mm光管，分两段：即高温段和低温段，顺排立式布置，材质为15CrMo，中间为减温器.2） 省煤器：高温省煤器采用38X3.5mm(20#G)高频焊接翅片管,错列立式布置.低温省煤器采用38X3mm热管,套管为76X4mm,热侧加翅片,冷侧为光管,错列布置.3） 汽包:汽包采用1600X46mm(20#G)制造,内置七个290mm锅内旋风分离器,在汽包顶部设置百叶窗.三 余热利用改造的方法与措施(一) 设备布置余热炉设备布置在催化裂化烟道与3#4#锅炉之间的原烟道的位置,将原烟道撤除.由于场地

6、的局限,设备的布置极为紧凑,而且,该炉与原有的3#4#炉邻近,平台联成一片,可充分利用原有设备管线操作人员等各种有利条件,便于操作控制管理.(二) 烟道布置1 余热炉前部烟道的布置为考虑余热炉对催化裂化装置的影响,保正装置的安全正常运转,前部烟道设置为两路.一路从催化裂化出来的烟道经过调节蝶阀水封罐直接进入烟囱排放;另一路即通过另一台水封罐进入余热炉.正常情况下,烟气进余热炉与锅炉水换热,产生蒸汽;非正常情况下(烟气的参数变化,如烟温过高或过低,余热炉本身设备及管道的故障.)余热炉前的水封罐水封,烟气从前一路排向烟囱.2 余热炉后部烟道的布置余热炉后部烟道考虑其烟气量较大,为节约资金,充分利用

7、现有的条件,烟道进入烟囱前(原3#4#炉烟囱)分为三路,一路接入原3#炉尾部,一路接入4#炉尾部烟道,另一路接入现烟气于烟囱处的紧急放空口.(三) 余热炉安装布置的特点1 水蒸汽与烟气的对流方式为逆流式,传热效果好,平均温压大,节省材料.2 采用露天布置.3 仪控和电控自成体系,独立操作控制.(四) 烟道的热补偿与隔热处理1 前烟道为消除催化烟气热胀的影响,水平烟道在固定架之前设一波纹补偿器.在固定架后与水封罐之间的立烟道上设一波纹补偿器,以消除立管和水封罐热胀的影响.尾部烟道在主烟道上设置一方型波纹补偿器,分支烟道通过自然补偿,并设置弹簧支托.2 前烟道的隔热采用龟甲隔热衬里,厚度100mm

8、.后烟道采用岩棉板保温隔热材料,厚度50mm.外保护层用水泥涂抹.(五) 尾部烟道的分流尾部烟道进行分流的目的,一是减缓烟气对原有烟道的流通面积的压力,使原3#4#炉烟气运行通畅;二是余热炉与原有锅炉尾部烟气的流速及背压不一致,分别于烟囱烟气入口处相接，有利于通过烟囱的拔力将各路烟气排出烟囱,消除烟压及烟速的不平衡造成的烟气堵塞情况.(六) 积灰的处理1 催化裂化烟气为含尘气体,容易在受热面上行成松散性积灰.对松散性积灰,通过增加烟速,加强烟气的自清灰作用来减轻积灰.2 为进一步清除积灰对受热面传热的不利影响,在余热炉的侧面设置了五个IKT230/220型声波清洁器,除灰效果非常好.3 在省煤

9、器中由于进口水温为104C,低于露点温度,易造成低温粘结性积灰,甚至堵灰,因此考虑采用热管省煤器,通过调整冷热侧换热面积,使管壁温度在露点以上.(七) 低温腐蚀的处理 为防止低温腐蚀,提高余热炉的安全可靠性,低温省煤器采用热管省煤器,通过对其优化设计,有效控制水温与烟温,使受热面金属壁温高于烟气的酸露点,避免酸蒸汽在受热面上结露,控制三氧化硫的生成率.(八) 受热面振动的处理烟气运行的速度低于20M/S,管长低于4M,不会产生管束振动.(九) 受热面磨损的处理烟气含尘量低于200mg/NM,根据粉尘粒度分布及粉尘特性,以及加热面的布置和吹灰的处理,受热面不会因磨损产生泄漏现象.(十) 密封的处理余热炉处于正压运行工况,为防止烟气的泄漏,整个烟道均处于密封状态,检修口及排灰口用封头及挡板固定.四.