一段炉高温对流段盘管改造
加热炉的典型配管设计
加热炉的典型配管设计摘要：结合相关规范要求及实际配管设计中的注意事项，本文对加氢装置中加热炉设备布置以及管道布置中应该关注的细节及难点进行了探讨。
关键词：加热炉；布置；配管；加热炉是石油化工装置的主要设备之一，作为一种供热设备，将炉管中通过的物料加热至所需温度，然后进入下一工艺设备进行分馏、裂解或反应等。
热源为燃料气或燃料油在炉膛内燃烧释放的热量。
加热炉由辐射段和对流段组成，在辐射段内，高温烟气主要以辐射的方式将热量传递给辐射段盘管，烟气上升进入对流段，以对流的方式将热量传递给对流段盘管。
加热炉按照燃料的种类分为燃油式加热炉、燃气式加热炉和油气混合式加热炉；如果按照结构式分类则分为圆筒式加热炉和箱式加热炉，箱式又分为横管式和立管式加热炉；如果按照燃烧器的设置位置分类，则分为顶烧式、低烧式和侧烧式。
1. 加热炉设备布置一般原则1.1 明火加热炉宜集中布置在装置的边缘并靠近消防通道，采用机动吊装机具吊装炉管时应有机动吊装机具通行的通道和检修场地；对于水平布置炉管的加热炉，加热炉的一侧应有炉管抽出的检修场地，检修场地的长度不应小于炉管长度加2m;1.2 加热炉位于可燃气体、液化烃、甲B、乙A类可燃液体设备的全年最小频率风向的下风侧，可与其他明火设备集中布置。
加热炉可按炉子中心线对齐，并排布置，与检修马路边缘净距不应小于 3 m。
两座加热炉之间的净距不宜小于3m条件允许可尽量合用一个烟囱。
1.3 明火加热炉附属的燃料气分液罐、燃料气加热器等与炉体的防火间距不应小于6m。
1.4 明火加热炉与露天布置的液化烃设备或甲类气体压缩机厂房的防火间距不应小于22.5m。
当在加热炉与设备之间设置不燃烧材料实体墙时，其防火间距可减小，但不得小于 15 m。
实体墙的高度不宜小于 3 m，距加热炉间距不宜大于 5 m，实体墙的长度应满足由露天布置的液化烃设备或甲类气体压缩机经实体墙至加热炉的折线距离不小于 22.5 m，防止可燃气体窜入炉体[1]。
一段炉高压蒸汽盘管节能技术改造浅析
中海 石油 化学 股 份 有 限公 司 富 岛 二 期 （ 下 称 富岛二 期 ） 合 成 装 置 一 段 炉 高 压 蒸 汽 过 热 盘 管
（ １ ０ １ Ｂ Ｃ Ｓ ２ ） 由 日本 长 崎 钢 业 所 （ ＮＡＧＡＳ ＡＫＩ ＫＯ—
娴道 ４ Ｈ，为 高频 电 阻焊 螺 旋 翅 片盘 管 ，翅 片材
质为 Ｓ Ｓ ４ １ ０ 。
段 炉 对 流段
图１ 高压 蒸 汽 过 热 盘 管 位 置 简 图
盘 管 安装 于 １ ０ １ Ｂ一 段 炉 对 流 段 高 温 通道 上 部 ，盘 管 又 分 为 两 组 ＭＫＣ １ ／ ＭＫＣ ２ ，ＭＫＣ １组 位 于 ＭＫＣ ２ 下 方 。盘 管 的作 用 是 将 １ ０ １ Ｂ Ｃ Ｓ １预 热后 的 ３ ８ ８ ℃ 高 压 蒸 汽 经 过 ＭＫＣ ２再 经 过
关 键 词 ：一 段 炉 ；高 压 蒸 汽 盘 管 ；经 济 效 益 ；技 术 改 造
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｑ１ １ ３ ． ２ ５ １ ． ５ 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ３ — ６ ４ ９ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ １ ５ － ０ ５
ｃ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ， ａ ｎｄ ｉ ｎｔ ｒ ｏｄｕ ｃ ｅ ｂｒ ｉ ｅ ｆ ｌ ｙ ｒ ｅ ｖａ ｍｐ ｉ ｎｇ ｐｌ ａ ｎ．Ａｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｖ ａ ｍｐ，ｈｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ｍ
伍 能 驰
（ 中海 石 油 化 学 股 份 有 限 公 司 ，海 南 东 方 ５ ７ ２ ６ ０ ０ ）
一段蒸汽转化炉对流段的设计、施工与开车
第４ ８卷 第 ６期 ２１ ０ ０年 ｌ ２月
化 肥设 计
Ｃｈ ｍｉａ ｅ ｔｌｚ ｒＤｅ ｉｎ ｅ ｃ ｌＦ ｒｉｉｅ ｓｇ
Ｄｅ ． ２ ０ ｅ ０１
・
１ ・ ９
一
段 蒸 汽转化 炉 对 流 段 的设计 、 工 与开 车 施
时慧颖
（ 东华工程科技股份有 限公 司 ， 安徽 合肥
制取 甲 醇 、 气 、 成 氨 等装 置 中完 成 碳 氢 化 合 物 氢 合 蒸汽 转化 反 应 的 核 心 设 备 。对 流 段 在 整 个 转 化 炉
装置 中主要作 用 是 吸 收高 温 烟 气所 携 带 的热 量 ， 用 来 预热各 管 组 内 的 工 艺 介 质 ， 其 达 到 工 艺 要 求 。 使
ｃ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ａ ｄ ｉ ｓ ａｌ ｔ ｎ ｇ ｓ ｆｒ ｂ ｔ ｔｅ ｔ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｅ ｃ ｕ ｒ ｕ ｎ ｃ ｎ ｔ ｃｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ａｉ ｔ ｏ ｎ ｎ ｔ ｌ ｉ ｉｔ ｏ ｏ ｈ ｓｅ ｌｓｒ ｔ ｒ ｎ ａ ｈ ｔ ｂｅ ｇ ｏ ｐ ｉ ｏ ｓｒ ｔｏ ｒ ｃ ｓ ． ｏ ａｏ ｕ ｕ
Ｋ ｅ ｏ ｄ ： ｒｍａ ｔａ ｒ ｆｒ ｅ ；ｃ ｎ ｅ ｔｏ ｅ ｔ ｎ ；ｄ ｓｇ ｙｗ ｒ ｓｐ ｉ ｙ ｒ ｓｅ ｍ ｅｏ ｍ ｒ ｏ ｖ ｃ ｉｎ ｓ ｃ ｉ ｏ ｅ ｉ ｎ； ｃ ｎ ｔ ｃ ｉｎ； ｓａｔ ｕ ｏ ｓｒ ｔｏ ｕ ｔｒ— ｐ
布朗流程合成氨装置一段转化炉故障原因分析与对策
厄 儆
ｌ ｒｅ Ｓ ａｅ Ｎ ｔ ｇ ｎ ｕ ｅｔ ｉｅ ｎ ｕ ｔ ａ ｇ ｃ ｌ ｉ ｏ ｅ ｏ ｓ Ｆ ｒ ｌ ｒＩｄ ｓｒ ｒ ｉｚ ｙ
第３ ３卷第 ２ 期
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ０ Ｖ０ ． ３ Ｎｏ ２ １３ ．
布 朗流 程合 成 氨装 置 一 段 转 化 炉
２年第３ ０ ３ １ ０ 卷
对流段各 个单元设计热负荷 和计算 值见表
ｌ ，计算 结 果 和 设 计 值 符 合 很 好 ，误 差 基 本 在
５ ％以 内 ，只有 锅 炉 给水 盘 管 热负 荷 的误 差较 大
表 １ 设计工况对流段各单元热负荷设计值和计算值
２２ 辐射 段热 负荷 的计 算 ． 辐射段 转化 反应 管 内少量 的烷 烃主要 发生 如 下反 应［ ： ２ ］
故 障原 因分 析 与对 策
李 强 张 述伟 廖 新文 王 斗岩 仓 晓敏 景 涛
（ 连 理 工 大 学 化 工学 院 ， 宁 大 连 ，］ｏ３ 大 辽 １６ ２ ）
摘要
某布 朗流 程合 成氨一段转化炉能耗一直过 高 ， 掺烧 瓦斯气 以来 出现 了烧嘴箱外 壁超 温 、 然气烧 天
嘴被烧坏 以及过热蒸 汽盘管严重变形 的故障 。为找 出一段炉故 障的原 因 ， 对一段 炉工艺 的热负 荷进行校核 ， 计算发现 ： 烧嘴超负荷 、 气轮机乏气分配不合理 、 燃 燃料废气的可燃组分含量低 和高压蒸汽产量过大是造成一 段炉故 障的主要 原因。根 据故障原 因提 出了一段炉改进方 案。实施 后 ， 一段炉 高效 平稳 运行 ３ 。 ａ
下［ ： １ ］
ｒ
管、 锅炉给水 预热盘管 。顶部有 ２台引风机 ， 把
一段炉对流段振动原因分析及处理
学 化 工 工 艺 专 业 毕 业 ， 专 学 历 ，０２年 至 今 一 直 在 河 南 省 中 原 大 ２０
管 间流体 的 临界 流速 、 烟气局 部 紊流 、 自辅助 锅 来
大化集团有 限责任公 司合成氨厂 ］作。联系电 话：３３８５３５ ： ０ ９．９８０ 。
一
段 炉 对 流 段 振 动 原 因 分 析 及 处 理
王 林 武 湘利 王 燕
（ 河南 省中原大化集 团有限责任公司 ， 河南濮阳 ，５０４ ４ ７０ ）
摘要 关键词
分析认为一段炉对 流段振动 的原 因是 高温烟气在局部 发生剧烈 变化 ， 在气流紊 流作用下造成 的 ， 对流段 烟气 临界流速 烟气分布器
更换 ， 变形 的管子 未做 处理 。
２ 振 动原 因分析
式 中： 厂 相邻两管子之间的临界流速 ， ／ ； 叫 ｃ ｓ ｍ 厂一管 子 的固有 频率 ， ｚ ｎ Ｈ；
管子 单位 长度 的质量 ，ｇｅ ｋ／ｍ； ｒ一 流体 的 密度 ，ｇ ｅ ３ ｋ／ ｍ ；
ｍ 一
一
在静止的流体中管子的对数衰减率， 无
维普资讯
第流段振 动原因分析及处理
ｌ ７
通 过过 热器 的烟 气 流 量 为 ５ １ ０ｍ ／ ， ． ×１５ ３ｈ换 热管 垂 直平 面的 流通 面 积 为 ９ ６ ２假 设 空 气均 ．５ ， ｍ 匀通 过该 流 通 面 积 ， 计 算 ， 气 流 速 为 ｌ．ｍ／ 经 烟 ４７
收稿 日期：０ ６０ ．３收到修改稿 日期 ：０ ７７－５ ２０ －７１； ２０４２０ 。 作者简介 ： 王 林 ， ，９岁， 男 ２ 助工 ，０ １ ７月河南省平原大 ２０ 年
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下面是小编为大家整理的先进个人事迹材料 500字，欢迎阅读借鉴!先进个人事迹材料500字一周松华，男，32岁，中共预备党员。
1995年毕业于浙江大学机械系，于赤天化技术中心，从事技术设计开发工作，任开发一组组长、赤天化科协秘书长。
今年的大修“拳头”技改项目----一段炉高温对流段盘管改造中，该同志负责炉管设计部分，由于高温对流段操作工况苛刻，温度高达1060℃，炉管设计的热应力强度计算极为复杂，面对这样棘手的技术难题，该同志敢于面对困难和挑战。
在设计期间，查阅了100多张原凯洛格一段炉盘管设计图，经过反复、精密计算后，终于完成了盘管初步设计，出图交武汉设计院审核并签印章生效。
今年初又编写了101-B高温对流段盘管定货技术协议和各弯头施工图;锅炉给水盘管堵管施工图和冷风孔施工图;大修期间，配合机修及时解决了101-B高温盘管施工中出现问题，确保了随后的系统设备开车能顺利进行。
一段炉高温段盘管改造从设计到正式投入使用经历了慢长的二年多时间，在此期间，该同志就初步设计图中出现的问题不厌其烦地坚持与武汉设计院进行技术交流和图纸交核，其中同意修改内容共计14项和28个细节，最终成功实现的一段炉高温段盘管改造。
在专心搞好技术开发工作的同时，还兼职负责赤天化科协事务，处理和评审部分科协技术成果论文。
为进一步提高业务水平和改善自身知识结构，努力并尽快完成公司交给的外培学习使命。
以优异成绩取得国家压力容器设计审核资格。
先进个人事迹材料500字二喻春晓，男，35岁，大学本科学历，1989年9月参加工作，现担任集团公司办公室秘书。
该同志热爱本职工作，勇于钻研。
先后参与和完成公司12个文号近200份文件的起草、审核和校验工作;完成了30多份上级部门要求的上报材料;完成公司工作总结以及其他重要文字材料的起草工作;完成管理标准中等多个重要标准的修订;完成公司董事会、办公会、中干会等重要会议的会议记录，并利用先进的办公平台率先在公司建立了录音档案，为会议记录的规范管理进行了有益的尝试。
乙烯裂解炉对流段P91炉管焊接工艺及应用
乙烯裂解炉对流段P91炉管焊接工艺及应用近几年来，笔者亲身参与了国内多套乙烯裂解炉对流炉管的焊接任务，其中某一套乙烯裂解炉对流段，有一组炉管采用了P91材料，规格：φ73×9.53mm，单组盘管焊口共216道。
因为质量要求高，焊接难度大，操作空间狭小，所以这组炉管是整套乙烯裂解炉管焊接的难点。
P91是9Cr-1Mo钢的一种改进型钢种，属于马氏体耐热钢，具有良好的抗高温氧化性，较高的高温强度和优良的耐腐蚀性能。
在国内的石化装置上，P91管材逐步取代TP304不锈钢及12CrMoV钢等管材，作为奥氏体耐热钢的换代材料，广泛用于高温领域。
一、材料焊接性分析1、热裂性。
热裂纹产生的主要原因是焊缝中低熔点硫、磷共晶物和低熔点的金属共晶物在晶界区的析出形成液态膜残留下来，受到焊接收缩应力的作用而发生的。
从P91的化学成分来看，虽然其杂质元素S和P的含量较低，但应考虑因合金倾向元素的偏析和焊材成分可能带来的不利影响，同时，管壁较厚引起拘束度的增大，从而可能使其产生一定的热裂倾向。
2、冷裂性。
P91钢的Cr、Mo等合金元素的含量较高，因此它的淬硬性较大，冷裂倾向也大，焊缝的金相组织为马氏体，这种组织容易导致产生冷裂纹。
焊接P91钢时，由于焊缝区扩散氢与焊接残余应力的共同作用，焊缝金属和热影响区都极容易产生冷裂纹，而且裂纹表现出氢致延迟裂纹的形式，可在焊后几小时甚至数天产生。
3、再热裂纹倾向。
再热裂纹的倾向与钢中碳化物形成元素的特性及其含量有关，它一般产生于焊接热影响区的粗晶区，与焊接热规范及由此引起的焊接应力有一定的关系。
按碳化物形成元素影响的强弱顺序为V，Nb，Ti，Mo，而Cr的影响较为特殊，当Cr含量<1%时，随着Cr含量的增加，再热裂纹倾向加大；当Cr含量>1%时，随着Cr含量的增加，再热裂纹倾向反而减小。
即使这样，P91钢还是存在一定的再热裂纹倾向。
因此，除了控制焊缝的合金成分在合适的范围内之外，尚应确定合适的焊接规范和焊后热处理规范，同时应尽量缩短在再热裂纹敏感区间的时间。
大型化肥装置扩产改造概述
大型化肥装置扩产改造概述焦晓云 (锦西天然气化工有限责任公司，辽宁葫芦岛 125001) 2007-03-19锦西天然气化工有限责任公司大化肥装置系20世纪90年代初的引进装置。
30万t／a合成氨采用美国布朗公司深冷净化工艺，52万t／a尿素采用斯那姆氨汽提工艺。
由于设备及设计等诸多因素的影响，产能未能完全达到设计指标。
锦天化通过一系列扩能技术改造，使合成氨及尿素生产负荷由改造前的95％提高到110％，装置扩能达15％。
笔者现将大化肥装置扩能技改的情况概述如下。
1 技改前装置状况1.1 合成氨装置一段转化炉锦天化于1993年建成，合成氨装置采用美国布朗公司深冷净化工艺。
尽管布朗深冷净化工艺是20世纪90年代初世界先进合成氨工艺技术之一，但在锦西装置上，首次采用了福斯特·惠勒单梯台炉及大直径转化管，使得对流段底部燃气轮机低温乏气与辐射段出口高温烟气混合不均，大管径转化管使热流密度加大，传热效果不佳，造成转化管壁和对流段底部入口烟气超温，转化管及对流段混合原料气盘管、高压蒸汽过热盘管多次发生爆管事故，不仅降低炉子的使用寿命(设计寿命为15年，第5年就出现了爆管事故)，影响装置安全稳定运行，而且还因对流段底部及转化管壁超温严重，使装置的平均能力仅达95％左右，极大地影响了工厂的经济效益。
1.2 合成氨装置脱碳系统严重超标，达到3000×10－6左右，严重合成氨装置的脱碳系统采用美国UOP的苯菲尔工艺，装置投运后，由于诸多因素影响，整个苯菲尔脱碳系统操作状态严重恶化，远离设计操作指标。
吸收塔出口CO2时达5000×10－6，远超过800×10－6的设计值。
苯菲尔蒸汽压缩机是脱碳系统的主要设备，其作用是提高苯菲尔溶液储槽真空度，副产蒸汽，补充给再生塔。
自1993年8月开始运转至 1995年初，吸收塔经常发生振值升高、轴瓦烧蚀、叶轮迎汽面减薄、叶片被冲蚀掉块等现象，期间停车 30余次。
段转化炉组成、作用
段转化炉由于炉型不同其结构有所区别，一般来讲一段转化炉由辐射段、过渡段和对流段组成。
一段转化炉各组成部分在工艺生产中的作用可分为：
辐射段——转化炉最重要的部分，起着把原料气进行烃类汽转化的作用；
过渡段——炉子乏烟气被利用之后所必须通过的烟道，在设计中，它常是对乏烟气进行温度调节和减缓乏烟气流速的重要通道，对辐射段和对流段的热能再利用起到承上启下的作用；
对流段——为了满足工艺生产中各工艺流体介质的过热、预热温度而特设置的热能回收装置，在工艺生产中起到了节能降耗的作用。
100kt_a合成氨一段炉废热回收改造小结
气塔填料没有煤灰、杂质堵塞现象,大大改善了半水煤气的工艺条件,提高了罗茨风机和压缩机的打气量。
脱硫、变脱中部分氨氮、COD 高的水可以排到其中作为补水,不但优化了脱硫、变脱的工艺状况,减少了污染,还能对造气污水起到阻垢缓蚀作用,有利于造气污水的闭路循环,为实现污水“零”排放创造条件。
(山东海化盛兴化工有限公司青州262500 孙玉军 夏春燕)罗茨机副油箱主轴漏油的紧急修复1 故障及原因公司现有D60×902250型罗茨鼓风机1台,在合成氨装置中用来输送半水煤气。
在运行中发现副油箱主轴处漏油严重,虽然多次更换油封,但是问题仍不能彻底解决。
经拆检发现:主轴安装油封处被油封磨出两道沟,最深处约1.5mm ,这是漏油的原因所在,修复前示意图见图1。
图1 修复前示意图2 修复经过检查发现,4套轴承的径向游隙都小于0.08mm ,机器运行平稳,唯一不足的是副油箱主轴处漏油严重。
按常规的解决办法是更换主轴,这样不但修复时间长,而且维修费用也会很高。
具体制定了以下整修方案。
(1)骨架油封由原来的105mm ×130mm ×14mm 改为100mm ×130mm ×14mm ,数量仍为2个。
(2)将原来的油封压板改为油封压盖,油封压盖内再安装1个骨架油封(105mm ×130mm ×14mm ),油封压盖厚20mm 。
因此需把联轴器上车床加工车掉20mm ,油封压盖与副油箱的接触面用588型密封胶密封,仍用螺栓与副油箱联接,螺栓要用上平垫及弹簧垫使其密封效果更好。
需说明的是,联轴器虽然被加工车掉20mm ,好象无法轴向定位,其实这个定位有没有都可以,因为联轴器与主轴是过盈配合,安装联轴器时,只要把联轴器安装到原来位置即可。
修复后副油箱主轴示意图见图2。
图2 修复后副油箱主轴示意图3 结语主轴安装油封处被油封磨了两道沟,只更换油封是不可能彻底解决问题的。
600t／d合成氨装置一段炉对流段技改工艺方案优化
在一 段 炉对 流 段 施 工期 间 ， 程 技 术 人 员 对 工
高压蒸汽过热器 （０ １２一Ｅ 的吹扫方案进行 了反 ） 复讨 论和 修改 ， 对 新 增 烟 气 废 热 锅 炉 系 统 配 管 并
６
川 化
２ １ 第 ２期 ０ ２年
阀来 控制 汽包 压 力 Ｐ 一３ ， 汽 排放 量 的 大 小 会 Ｉ ６蒸 直 接影 响汽包 的压 力 ， 即汽 包 的压 力 会 随 着 吹 扫
来 至
１ ２一Ｃ ０
预 热盘 管
蠢 藿
空气 ／ 汽 蒸 预热盘管
‘
（ 辅锅 ） 建立高压蒸汽管 网， 将辅锅产 出的蒸汽压
力 提 高 到 ４０ＭＰ ， ． ａ 即可 对过 热 器进行 吹扫 ； 由 但 于 国产化 装置 在 汽包 的 出 口没 有设 置 截 断 阀 ， 而
眢
来 自辅助锅炉 的 高 温 烟 气
余高压蒸汽 （２３Ｍ ａ 通过减压站进入 ４ ０Ｍ ａ １． Ｐ ） ． Ｐ 中压蒸汽管网。由于 １３ Ｊ ０ 一 Ｔ透平对蒸汽品质要
求高 ， 新盘 管 与老 管 线 最 后组 对 焊 接 之 前 须对 在
蒸汽过热盘管进行蒸 汽吹扫 ， 以清除管道内及盘 管中的焊渣、 铁锈、 灰尘等外来杂物 ， 防止损坏透 平、 门和堵塞管道、 阀 导淋 ， 保证高压蒸汽透平的 安全 运行 。
ｍ ｓ的吹扫流 速 的要求 。 ／
２ ２ 优化 后 的吹 扫方 案 ． ’
Ｉ Ｉ ．．．… ． ．．． ．
Ｉ ．．Ｉ ．．
图 ２ 最 初 制 定 的吹 扫 方 案 示 意 图
２ ２ １ 吹扫方 案及 流程 ．．
２ １ ２ 吹扫过 程 ．． 第一 阶段 ： 临 时管 线 配 管Leabharlann 完 工 后 ， 辅 锅 ， 在 点
缩小合成氨装置一段炉温差的优化调节
技改前 的烧 嘴为圆火焰烧嘴 ， 气流从 圆火焰
喷嘴的喷射孔 向四周各个方 向发散 ， 极易 冲击炉 管。技改后的扁平扇形火焰烧嘴的燃气喷嘴采用
长条状分布的喷射孔布置 ， 通过设计不 同的喷射
道 开 度控 制 为７ ５ ％， 燃 气 总 量 由燃 气 调节 阀
（ Ｆ Ｉ Ｃ一 ２ ８ ） 控制 ， 燃气支 管（ Ｈ Ｉ Ｃ一 ４ ３ ／ Ｈ Ｉ Ｃ一 ４ ２ ） ２ 排全开， 另外 ２排支管 （ Ｈ Ｉ Ｃ一 ４ １ ／ Ｈ Ｉ Ｃ一 ４ ４ ） 的燃 气 根据 炉 温进行 调 节 （ 一 段 炉炉 排 调 节 阀 和温 度 控制示意图详见图 １ ） 。 ５ 月 ９日， 系统负荷加到 ９ ０ ％， 一段炉 内炉管
２ ０ １ ３年 第 １ 期
川 化
１ ９
缩 小 合成 氨 装 置 一． 段 炉 温 差 的优 化 调 节
化 肥 厂 刘 洪
国产化 ６ ０ ０ ｔ ／ ｄ 合成 氨装置一段炉前后经历 了辐射段和对流段 ２个阶段的改造。２ ａ 来， 伴随 技改工程的进程 ， 通过不断摸索调 节方式和总结 经验， 对一段炉不间断地优化调节， 将一段炉内温
量 进行 调 节 。开车过 程 中 ， 烧 嘴焰形 正 常 ， 火焰 明
亮， 无黑烟 冒出， 根部呈蓝色 ， 燃烧优势显现出来 。 段炉新更换 的烧嘴 ９ ４ ％ 以上燃烧情况非
一
常好 ， 通过总控调节 ， 能对炉温进行很好地控制 ， 改变了技改前现场通过调节烧嘴根部阀控制炉温 的模式 ， 大大地降低了现场操作人员的劳动强度 。 ２ 辐射段技改后管排温差大的原 因及消除
在２ ０ １ ０年 １ 月大修 中， 对一段炉辐射段进行 了第一阶段的扩能技改 ， 将炉管全部更换 ， 并将一
一段炉高压蒸汽过热盘管翅片脱落分析与改造
表 １ 改 造 方 案 对 比 分 析
项 目 优缺 点 及 风 险 分 析
逐 步下降 ，由投 产 时 的 １ ９ ０ ． １ ５。 Ｃ降 至 ２ ０ １ ２年 ４ 月 改造前 的 １ ３ ３ ． ２。 Ｃ。２ ０ １ ２ 年 ４月改 造后 ，现在 温差 为 １ ９ Ｉ ． ９℃ ，与 投 产 时 的 １ ９ ０ ． １ ５℃ 相 当 ，
技术 ，一 段 炉 采 用 顶烧 式 ，分 为 辐 射 段 和 对 流
长崎 钢 业 所 于 ２ ０ ０ ２年 制 造 ，２ ０ ０ ３年 安 装 、投
运 ，盘 管 规 格 为 ４ ，１ ０ 排 ，每 排 １ ８根 ，共 １ ８ ０ 根 ，翅 片材 质 为 Ｓ Ｓ ４ １ ０ ， 为 高频 电 阻焊 螺 旋 翅 片
ＸＵＭ ａ ｏ — ｓ ｈｅ ｎ
（ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｂｌ ｕ ｅ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃｏ． ， Ｌｔ ｄ ． ，Ｄｏ ｎ ｇ ｆ ａ ｎ ｇ Ｈａ ｉ ｎ ａ ｎ ５ ７ ２ ６ ０ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｉ ｓ ｋ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｏ ｖ ｅ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｃ ｏ ｉ ｌ ｆ ｉ ｎ ｓ ｏ ｆ ｆ ｆ ｒ ｏ ｍ ｉ ｎ
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ５ — １ ９
作 者 简 介 ：许 茂 深 （ １ ９ ８ Ｏ 一） ，男 ，河 南 商 丘 人 ，工 程 硕 士 ，化 工 工 艺 工 程 师 ，从 事 合 成 氨 技 术 管 理 工 作 。
1#炉一级过热器换管施工方案
SJ (01) FA -2006石炼化动力站1#130t/h燃煤锅炉一级过热器换管施工方案编制：审核：安全：审批：编制单位：××分公司编制日期：××年5月17日目录1、编制说明2、编制依据3、工程概况4、施工方法及施工程序5、施工技术要求6、劳动力、施工机具及手段用料计划7、质量保证措施8、安全保证措施1、编制说明：本方案为石炼化动力站1#燃煤锅炉一级过热器换管工程而编制，包括施工方法、施工程序及技术要求，该方案是施工的指导性文件之一。
在施工过程中应严格执行，如方案需变更，应按原编审程序批准后方可变更。
2、编制依据：2.1由无锡华光锅炉股份有限公司提供的UG-130/3.82-M12锅炉本体技术蓝图（26H-SM1）及有关文字资料；2.2 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》劳部发［96］276号；2.3《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）》DL/T5047-95；2.4《电力建设施工及验收规范（火力发电厂焊接篇）》DL5007-92；2.5《锅炉压力容器焊工考试规则》2002。
3、工程概况：本工程需要更换1#130t/h燃煤锅炉一级过热器的10组蛇形管、直管段现场确定（约12根），管径为φ42×3.5㎜，材质一过出口侧蛇形管为15CrMo、进口侧直管为20#钢。
施工前拆除量较大，需拆除一级过热器进出口集箱处的保温、顶护板及炉墙、水冷壁西南角保温及一根管，施工作业区域狭窄，拆除工作非常困难。
管束单片尺寸较大，管子较细，拆装非常困难。
4、施工程序：根据甲方要求在需拆除的管上做标记→将一级过热器进出口集箱处及集箱至顶护板管子的保温拆除→将需拆除管子处的顶护板及炉墙拆除→拆除管子上吊箍、梳形定位板→在炉膛内搭设脚手架至水冷壁鼻区处→拆除水冷壁西南角护板、保温→切割一根水冷壁管→拆除过热器管排→将管排由炉膛吊出→旧管与新管光谱分析→新管蛇形管与直管组对、焊接→在拆下的管排上切割直段→更换产生变形、蠕涨的管段→管排通球试验→安装新管→安装管子上吊箍、梳形定位板→恢复顶护板及炉墙→恢复一级过热器进出口集箱处及集箱至顶护板管子的保温→恢复水冷壁管及该处保温5、施工方法及技术要求：5.1材料到货验收：5.1.1到货材料质量证明书应齐全，并符合图纸要求；5.1.2到货管子应无裂纹，重皮，龟裂、压扁、沙眼和分层现象，以及运输过程中的严重变形或挤伤、划伤。
合成氨装置一段炉混合气盘管爆管原因分析及处理
合成氨装置一段炉混合气盘管爆管原因分析及处理陈凤壮【摘要】介绍一段炉天然气与蒸汽混合气盘管改造历史,对该盘管两次爆管事故进行总结,深入分析爆管原因并提出处理措施,分享改造及处理经验.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】5页(P98-102)【关键词】合成氨装置;一段炉;混合气盘管;爆管【作者】陈凤壮【作者单位】中海石油化学股份有限公司,海南东方 572600【正文语种】中文【中图分类】TQ113.25;TQ05中海石油化学股份有限公司海南基地（简称海南基地）化肥一部30万t/a合成氨装置，采用AMVICI工艺，设有一段炉及二段炉负责天然气、蒸汽转化反应，其中主要反应在一段炉内进行。
一段炉为托普索侧烧炉，高度35.6m，由上至下分为对流段和辐射段两段。
一段炉主要工艺设计参数：出口残余甲烷物质的量分数为17.51%，工艺气出口温度749℃，辐射段出口烟气温度924℃，对流段出口烟气温度158℃。
辐射段分为南北两个炉膛，共108根转化炉管，216个烧嘴呈5排分布，采用燃料气和回收废气两股气源混合燃烧，火焰喷向炉墙，向炉管辐射传热。
南北两个炉膛共用一个对流段，主要回收辐射段烟气热量。
根据介质及工艺设计要求，对流段设有六组盘管，自下而上分别为天然气与蒸汽混合预热盘管（简称混合气盘管）、蒸汽预热盘管、工艺空气预热盘管、原料天然气预热盘管、锅炉给水预热盘管及燃料天然气预热盘管。
如图1所示，混合气盘管共分为上下两组：上组盘管有8排，其中上3排为翅片管，下5排为光管；下组盘管有6排均为光管。
每排盘管有9根，自北向南分别命为1#至9#。
混合气由上组盘管上集气管进入，与烟气逆流接触换热至500℃后，由下集气管进入预转化炉，反应后温度降低至450℃，再由下组盘管下集气管进入，与烟气顺流换热至580℃后，再上集气管经分布管、上猪尾管进入转化炉管进行转化反应。
2016年12月与2017年2月，混合气盘管下管组9#管曾两次出现爆管，均由工艺人员巡检发现，并采取了紧急停车处理，避免事故扩大。
一段蒸汽转化炉对流段简介
一段蒸汽转化炉对流段简介
蒸汽转化炉对流段是蒸汽发生器的一个组成部分，主要负责将水或者其他液体转化为蒸汽的过程。
对流段通常包括了以下几个主要的部分：加热器、过热器和再热器。
在对流段中，冷却剂通过加热器的管道，与加热表面接触并进行热交换。
加热器中的燃料燃烧产生的高温燃气通过加热表面，将其热量传递给冷却剂，使其温度上升并转化为蒸汽。
过热器是在蒸汽转化炉中的一个重要组成部分，主要作用是将从加热器中产生的饱和蒸汽进一步加热至高温。
过热器中的冷却剂与过热表面接触，从而将热量传递给蒸汽，使其温度升高。
这样可以提高蒸汽的能量效率，并确保其在后续的工艺过程中能够发挥更好的性能。
再热器：再热器是用来将高压再发热蒸汽温度调低。
蒸汽转化炉对流段的运行稳定性和效率直接影响整个蒸汽发生器的性能。
因此，对流段的设计和操作需要严格遵守相关的技术要求和标准，以确保蒸汽发生器能够正常运行并提供稳定、高效的蒸汽输出。
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高 温段 盘管 改造 进行 工 艺 和 机 械设 计 计 算 ， 最 终 为 实施 的技术 改 造 做 好 复 核工 作 的 准 备 。现 将 小 组 所作 的工 艺 计 算 方 法 和 实 施 改 造 后 高 温对 流 段 模 拟 工况介 绍 如下 。
Ｔ Ｏ４ ４ Ｑ５．
文献标识码
１ 前
言
高 蒸 和低蒸 盘管 。
（ ）大 改造后 合成 氨工 艺 ， Ｉ 负荷 Ｉ０ １％ （） ２ 只对高 温 对 流 段 盘 管 进 行 改 造 。 即天 蒸 、 空 蒸 、 蒸盘 管全部 换新 ， 中 ， 高 其 空蒸 盘管 ２ Ｏ根改 为 ２ ４根 ， 热 面 积增 加 ２ ％ ； 蒸 盘管 光 管 按原 凯 洛 换 ０ 高 格 标 准改翅 片管 。 （） ３ 采用 Ｇ ｂｓ ｗ ａｉ 件 计 算 天 蒸 、 蒸 、 气 介 ｃ软 空 烟 质焓 ， 用 西德 蒸 汽焓 表 计 算 高蒸 盘 管热 负 荷。 采 Ｇ ｂｓ ｗ ａｉ ｃ计算 原 凯 洛 格 天 蒸 盘 管 热 负 荷 为 ４ ． ３ ７ ２
定性判断， 原设计 提供的管内传热模系数在 ３０ ～ ７０ 已知冷 、 热流体成分组成 、 压力 以及盘管传 热 ９０ Ｊｈ ｍ ． ； 值 在 ６ ２０Ｋ／ ． ２℃ Ｋ ３～３７ ／ ． ． 之 ７ ｈ ℃ 面积 Ａ 传热系数 Ｋ和 Ｔ 可 以利用热平衡试差 间ｕ （ 、 ｔ， 详见 日 １０／ 合成氨操作手册绿壳版） 产 ００ ｔ 。 计算 出 ｔ和 Ｔ 。先假设一个 ｔ， 出热负荷 Ｑ 高 ２ ２ ２算 ； 由于管内流体不含杂质且流速快 ， 一般不易结
・
４ ・ ７
烟 温Ｔ ２
４ 热 系数 Ｋ值 的确 定
冷 流体 出 口温 度ｔ ２
对流段盘管传热系数按原设计提供 的工程计算 方法十分繁琐 ， 手工计算量很大。对其公式 中一些参 数的经验取值难 以准确把握 ， 结果容易产生较大误
图 １ 盘 管 传 热 简 示 图
烟 温
差。但可以通过原设计提供的盘管内传热模系数作
维普资讯
贵 州 化 工
・
２０ ０ ８年 ６月
４６ ・
Ｇ ｉ ｏ ｈ ｍ ｃｌ ｎ ｕｔ ｕｚ ｕＣ ｅ ｉ ｄ ｓ ｙ ｈ ａＩ ｒ
第３ ３卷第 ３ 期
一
段 炉 高 温 对 流 段 盘 管 改 造
何 强
（ 贵州赤天化集 团有 限公 司， 赤水 ，６ ７７ ５４ ０ ）
根 据赤 天 化 集 团公 司 对 一 段 炉 盘 管 改 造 的 整 体 设 想思路 ， 、 温 对 流 段 盘 管 分 两 阶段 实 施 改 高 低
造， 高温段 先 改 ， 量 分 配 不 足 处 由后 阶段 实 施 的 热
低温 段 改造来 弥 补 。基 于此 思 路 ，０ ３年 １ ２０ Ｏ月 １ ７ 日， 司领 导 从 技 术 中心 、 调 处 、 动 处 、 成 车 公 生 机 合
１ ０ ０
流量 （ ｍ ｌｈ ｋｏ ） ／
１１ ． ９ ３ ８
７ ， ３ ０ ９ ５ ７６ ， ７１
３ １ 热 平衡试 差计 算烟 温方 法 ．
盘管传 热 简示见 图 １ 维普资讯 第３ ３卷 第 ３期
２０ ０ ８年 ６月
何
强： 一段 炉 高 温 对 流段 盘 管 改 造
表 １ 入 ～ 段 炉 燃 料 气
表 ３ 空蒸 盘 管
组 成
Ｖ％
进 口 温度 １４ ４Ｃ 压 力 （ 压 ） ．５ ａ ６ ，￣ 表 ３ ３ ＭＰ
Ａ ｒ Ｈ２ ０
２． Ｏ ９
３ 各盘 管管 内流体 出 口温度 及 其烟 气温度
的计 算
Ｎ ２
０ ２
２ ， ９ Ｏ ３
合计
凯洛 格炉 型一 定 的情 况 下 ， 高 盘 管 的 吸热 量 提 通 常 的改 进 措施 有 二 种 ， 即更 新 盘 管 ， 小 管外 污 减 垢热阻 ； 或增加管排数量 和管外加翅 片， 增大传热
根据 Ｔ 和 Ｔ ， １ ２算烟气焓 降， 得出一个新 热负荷 Ｑ 。
Ｇ／ ， Ｊｈ 与设计值 ４ ．６ Ｇ／ ７５ ２ Ｊｈ相 比误 差 ０７ ， ．％ 软件 可信 。
（ ） 用 Ｋ ２０ ４采 Ｈ ００软 件 计算 对 流 段 和辅 锅烟 气 成分 组成 。设 计 院 提 供 的辐 射 段 烟 气 成 分 中不 含 Ａ ， 方案 没 有 考 虑 弛放 气 ， 能 烟 气 成 分 全 部 是 ｒ其 可 按燃 料天然 气 计算 的 。为准 确 起 见 ， 以公 司 的 实 际
状况 为准 。
２ 工 艺 计 算基 础 条件
对 流段 盘 管 名 称 ： 料 天 然 气 和 蒸 汽 混 合 盘 原 管 、 艺空 气 和 蒸 汽 混 合 盘 管 、 压 蒸 汽 高 温 段 盘 工 高 管、 高压 蒸 汽低 温段 盘 管 以 下 分别 简称 天 蒸 、 蒸 、 空
（） ５ 基础设计条件参数见下列表
摘
要
通过多个技术改造方案 的对 比分 析 ， 估算 出盘管传热 系数 ，并通过物料 和热平衡计 算模拟 出实施改
对流段盘 管 热平衡 翅片 热流强度
Ｂ 文章编 号 １０ ９ １ （０ ８ ０ １ ４ ０ ０ ８— ４ １ ２ ０ ）３—３ ６— ４ ０
造后高温对流工况 。
关键词
中 图分 类 号
温对流 段温 差 符 合 （ １ ：／ Ｔ 一ｔ） ， 可 按 Ｔ 一ｔ） （ ２ ≤２ 则 垢 ； 材金 属 热 阻 在 没 有 发 生 晶 相 变 化 时很 小 ， 管 可
下式算 Ｔ ＇
Ｔ ＝ ２ ／ Ｋ× ＋ ｔ ＋ ｔ一 Ｔ ２ Ｑ （ Ａ） １ ２ １
以判断管外烟气传热模系数与污垢热 阻是影响总 传热系数 Ｋ值大小 的主要 因素 ， 因而 ， 内工况 的 管 变 化 对总传 热 系数 Ｋ影 响很 小 。