己内酰胺废液焚烧装置引风机长周期运行措施杨根柱
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自 装 置 投 产 以 来,多 次 因 引 风 机 故 障 造 成 装 置 停 工 ,运 行 周 期 最 长20d,并 且 每 次 修 理 引 风 机 都 要 对转子进行动平 衡 校 验,修 理 时 间 都 超 过 24h。 引 风机能否 长 周 期 平 稳 运 行 直 接 决 定 焚 烧 装 置 的 运 行 ,进 而 影 响 到 己 内 酰 胺 装 置 的 生 产 ,如 何 确 保 引 风 机长周期平稳运行意义重大。
1.2.2 解 决 措 施
风机 置 于 工 艺 系 统 之 中,其 工 艺 参 数 的 变 化 及 物 料 性 质 的 不 同 ,会 对 沉 积 产 生 较 大 的 影 响 ,因 而 在 系 统 操 作 和 管 理 上 ,要 求 采 取 稳 定 的 操 作 ,保 证 物 料 供给、物料性质、燃 料 供 应、燃 烧 质 量 和 燃 烧 温 度 的 稳定性[1],设置合理操作参数并严格控制,使形 成 的 积灰物质在废热锅 炉 后 部 或 省 煤 器 凝 结,可 定 期 清 洗去除。烟气到达 引 风 机 时 无 可 凝 结 盐 类,只 含 有 部分松散灰尘颗粒,这 部 分 颗 粒 大 部 分 随 烟 气 被 引 风 机 送 入 其 后 的 除 尘 急 冷 塔 ,少 部 分 在 流 道 内 积 存 , 从而延长引风机 运 行 时 间。 在 装 置 运 行 稳 定 后,适 时在引风机前部增 加 电 除 尘 设 施,彻 底 解 决 灰 尘 对 引风机的影响。
Key words:induced draft fan;caprolactam waste;incineration;operation
为保证己内酰胺生产装置扩能改造后环保达标 排 放 ,石 家 庄 炼 化 分 公 司 2010 年 新 上 一 套 处 理 能 力 为10t/h的己 内 酰 胺 废 液 处 理 装 置,包 括 焚 烧 炉、 废热锅炉及脱硫系统。该装置属国内首套处理己内 酰胺废液的装置,在 吸 收 国 外 同 类 装 置 技 术 的 基 础 上 ,采 用 了 北 京 航 天 动 力 研 究 所 的 焚 烧 炉 技 术 、大 连 理工大学的专利废 热 锅 炉 技 术、中 石 化 脱 硫 技 术 中 心的湍冲洗涤和填料洗涤技术。
Abstract:The cause of the caprolactam waste incineration plant’s induced draft fan’s corrosion,
ash deposition,vibration was analyzed,the solutions and suggestions were given,and the run- ning period of plant was improved.
(张 编 )
* 收 稿 日 期 :2012-07-10 作 者 简 介 : 杨 根 柱 (1966-),男 ,河 北 文 安 人 ,高 级 工 程 师 ,硕 士 ,从 事 石 油 化 工 设 备 和 工 程 管 理 工 作 。
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石 油 化 工 设 备 2012年 第41卷
[8] 王 非,林 英.化 工 设 备 用 钢 [M].北 京:化 学 出 版 社 ,2003. (WANG Fei,LIN Ying.Chemical Equipment Steel
[M].Beijing:Chemical Press,2003.) [9] 须永寿夫(日).不 锈 钢 的 损 坏 及 其 防 护 [M].北 京:机
[5] 张振杰.奥氏体不锈钢 应 力 腐 蚀 开 裂 探 讨 [J].石 油 化 工 腐 蚀 与 防 护 ,2006,23(2):48-50. (ZHANG Zhen-jie.Study on Stress Corrosion Cracking of Austinitic Stainless Steel[J].Corrosion & Protec- tion in Petrochemical Industry,2006,23(2):48-50.)
第 41 卷 第 6 期 石 油 化 工 设 备 Vol.41 No.6 2012年11月 PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT Nov.2012
*
文 章 编 号 :1000-7466(2012)06-0089-03
己内酰胺废液焚烧装置引风机长周期运行措施
杨根柱
(中国石化 石家庄炼化分公司,河北 石家庄 050099)
摘要:对造成己内酰胺废液焚烧装置引风机腐蚀、积灰、振 动 等 的 原 因 进 行 了 分 析,提 出 了 解 决 措 施 和 改 进 设 想 ,提 高 了 装 置 的 运 行 周 期 。 关 键 词 : 引 风 机 ;己 内 酰 胺 废 液 ;焚 烧 ;运 行 中图分类号:TQ 051.2 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1000-7466.2012.06.022
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 吴学纲,李 军,王 光.脱 乙 烷 塔 法 兰 开 裂 原 因 分 析 [J].石 油 化 工 设 备 ,2009,38(4):85-88. (WU Xue-gang,LI Jun,WANG Guang.Analysis of Cracking of Flange on Deethanizer [J].PETRO- CHEMICAL EQUIPMENT,2009,38(4):85-88.)
1 引 风 机 故 障 原 因 及 解 决 措 施 [1~7]
1.1 叶 轮 腐 蚀 1.1.1 腐 蚀 原 因
引 风 机 首 个 转 子 在 使 用 半 年 后,由 于 转 子 轮 缘 部分被冲刷腐蚀出现缺口而报废。究其原因是装置 燃烧废液为磺化副产物和 55% 左 右 的 水,且 介 质 烟 气中含 有 SO3/SO2。 装 置 投 产 后,由 于 废 热 锅 炉、 省 煤 器 的 制 造 原 因 出 现 泄 漏 ,锅 炉 水 进 入 烟 气 系 统 。 异常水的加入造成 烟 气 露 点 温 度 提 高,同 时 使 得 省 煤器后烟气温度低于露点温度。烟气系统中的水在 经过废热锅炉和省 煤 器 后 随 烟 气 温 度 降 低 析 出,气 体中硫的氧化物溶于水形成 pH 值小于 1 的酸性水 滴 ,水 滴 随 烟 气 一 起 进 入 引 风 机 ,造 成 引 风 机 转 子 的 腐蚀。引风机叶轮 轮 缘 处 气 体 流 速 高,液 滴 的 腐 蚀 和 冲 蚀 共 同 作 用 ,造 成 轮 缘 损 坏 最 为 严 重 。
引 风 机 是 该 装 置 的 核 心 设 备 之 一,它 将 焚 烧 过 程中产生 的 高 温 含 尘 烟 气 从 焚 烧 炉 尾 段 经 废 热 锅 炉、省煤器引出,送 入 后 部 除 尘 急 冷 塔,经 脱 硫 塔 后 排空。引风机型 号 WV10-21No.20F 左 90,进 口 体 积 流 量 (标 准 状 态 )为 1 000 m3/min,进 口 压 力 -2.6kPa,进口温度300 ℃,出口压力为10kPa,引 风 机 设 计 转 速 1 480r/min。 驱 动 电 机 为 变 频 控 制 , 可根据需要在55 Hz以下调节。
1.2 叶 轮 及 流 道 积 灰 1.2.1 积 灰 原 因
装 置 每 运 行10~20d,在 风 机 叶 轮 、壳 体 及 流 道 会 积 存 大 量 固 体 ,造 成 引 风 机 振 动 和 轴 位 移 增 大 ,多 数情况下因振动联锁停机。
因该焚烧装置需要处理的己内酰胺废液中含有 生产过程中生成的磺化副产物以及精制工艺苛化处 理过程中残留的钠 盐,这 些 物 料 经 高 温 燃 烧 后 分 别 以熔融态钠和二氧 化 硫、三 氧 化 硫 形 式 存 在 于 燃 烧 尾 气 中。 尾 气 经 废 热 锅 炉、省 煤 器 冷 却 后,熔 融 态 钠、三氧化硫以及尾 气 中 的 水 在 低 温 下 化 合 生 成 水 合 硫 酸 钠 ,凝 结 在 省 煤 器 表 面 、引 风 机 蜗 壳 及 叶 轮 流 道等处,造成转子 动 平 衡 被 破 坏,振 动 升 高,直 至 连 锁 停 机 。 同 时 ,积 灰 造 成 机 体 及 叶 轮 内 流 场 变 化 ,导 致 转 子 轴 向 力 平 衡 被 破 坏 ,轴 位 移 增 加 ,推 力 轴 承 负 荷加大。
[7] 张铁峰.奥氏 体 钢 炉 管 的 应 力 腐 蚀 开 裂 及 防 护 措 施 探 讨[J].石油化工设备技术,2002,23 (6):21-28. (ZHANG Tie-feng.Failure Analysis and Precaution of Stress Corrosion Cracks of Austenitic Stainless Steel Components[J].Petro-Chemical Equipment Technolo- gy,2002,23 (6):21-28.)
1.1.2 解 决 措 施
对存在制造质量问题的废热锅炉焊口进行全面 检 查 处 理 ,同 时 更 换 泄 漏 严 重 的 3 组 省 煤 器 ,彻 底 杜 绝泄漏。重新核定 烟 气 露 点 温 度,原 设 计 烟 气 露 点 温度188 ℃,采样核实实际烟气露点温度为220 ℃, 为此修订操作参数,通 过 停 用 部 分 省 煤 器 来 保 证 排 烟 温 度 正 常 ,杜 绝 露 点 腐 蚀 。
械 工 业 出 版 社 ,1981. (Sunaga Zuo(Japanese).Stainless Steel Failure and Protection[M].Beijing:China Machine Press,1981.) [10] 柯 伟,杨 武.腐蚀科学技术的应用和失效 案 例 分 析 [M].北 京 :化 学 工 业 出 版 社 ,2006. (KE Wei,YANG Wu.Corrosion Science Application and Failure Case Analysis[M].Beijing:Chemical In- dustry Press,2006.) [11] 朱和国,王恒志.材料科学研究 与 测 试 方 法[M].南 京: 东 南 大 学 出 版 社 ,2008. (ZHU He-guo,WANG Heng-zhi. Material Science and Measure Method[M].Nanjing:Southeast Univer- sity Press,2008.) [12] 庄汉东.材料失 效 分 析 [M].上 海:华 东 理 工 大 学 出 版 社 ,2009. (ZHUANG Han-dong.Material Failure Analysis[M]. Shanghai:East China University of Science and Tech- nology Press,2009.) [13]GB 13296—2007,锅 炉 热 交 换 器 用 不 锈 钢 管 [S]. (GB 13296—2007,Stainless Steel Tubes for Boiler and Heat-exchanger[S].)
Long Term Operation Measures for Induced Draft Fan of Caprolactam Waste Incineration Plant
YANG Gen-zhu (SINOPEC Shijiazhuang Refining & Chemical Branch,Shijiazhuang 050099,China)
[6] 余存烨.石化 设 备 应 力 腐 蚀 开 裂 环 境 评 价 [J].腐 蚀 与 防 护 ,2007,28(1):23-28. (YU Cun-ye.Analyses of Stress Corrosion Cracking Environments of Petrochemical Equipment[J].Corro- sion & Protection,2007,28(1):23-28.)
1.2.2 解 决 措 施
风机 置 于 工 艺 系 统 之 中,其 工 艺 参 数 的 变 化 及 物 料 性 质 的 不 同 ,会 对 沉 积 产 生 较 大 的 影 响 ,因 而 在 系 统 操 作 和 管 理 上 ,要 求 采 取 稳 定 的 操 作 ,保 证 物 料 供给、物料性质、燃 料 供 应、燃 烧 质 量 和 燃 烧 温 度 的 稳定性[1],设置合理操作参数并严格控制,使形 成 的 积灰物质在废热锅 炉 后 部 或 省 煤 器 凝 结,可 定 期 清 洗去除。烟气到达 引 风 机 时 无 可 凝 结 盐 类,只 含 有 部分松散灰尘颗粒,这 部 分 颗 粒 大 部 分 随 烟 气 被 引 风 机 送 入 其 后 的 除 尘 急 冷 塔 ,少 部 分 在 流 道 内 积 存 , 从而延长引风机 运 行 时 间。 在 装 置 运 行 稳 定 后,适 时在引风机前部增 加 电 除 尘 设 施,彻 底 解 决 灰 尘 对 引风机的影响。
Key words:induced draft fan;caprolactam waste;incineration;operation
为保证己内酰胺生产装置扩能改造后环保达标 排 放 ,石 家 庄 炼 化 分 公 司 2010 年 新 上 一 套 处 理 能 力 为10t/h的己 内 酰 胺 废 液 处 理 装 置,包 括 焚 烧 炉、 废热锅炉及脱硫系统。该装置属国内首套处理己内 酰胺废液的装置,在 吸 收 国 外 同 类 装 置 技 术 的 基 础 上 ,采 用 了 北 京 航 天 动 力 研 究 所 的 焚 烧 炉 技 术 、大 连 理工大学的专利废 热 锅 炉 技 术、中 石 化 脱 硫 技 术 中 心的湍冲洗涤和填料洗涤技术。
Abstract:The cause of the caprolactam waste incineration plant’s induced draft fan’s corrosion,
ash deposition,vibration was analyzed,the solutions and suggestions were given,and the run- ning period of plant was improved.
(张 编 )
* 收 稿 日 期 :2012-07-10 作 者 简 介 : 杨 根 柱 (1966-),男 ,河 北 文 安 人 ,高 级 工 程 师 ,硕 士 ,从 事 石 油 化 工 设 备 和 工 程 管 理 工 作 。
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石 油 化 工 设 备 2012年 第41卷
[8] 王 非,林 英.化 工 设 备 用 钢 [M].北 京:化 学 出 版 社 ,2003. (WANG Fei,LIN Ying.Chemical Equipment Steel
[M].Beijing:Chemical Press,2003.) [9] 须永寿夫(日).不 锈 钢 的 损 坏 及 其 防 护 [M].北 京:机
[5] 张振杰.奥氏体不锈钢 应 力 腐 蚀 开 裂 探 讨 [J].石 油 化 工 腐 蚀 与 防 护 ,2006,23(2):48-50. (ZHANG Zhen-jie.Study on Stress Corrosion Cracking of Austinitic Stainless Steel[J].Corrosion & Protec- tion in Petrochemical Industry,2006,23(2):48-50.)
第 41 卷 第 6 期 石 油 化 工 设 备 Vol.41 No.6 2012年11月 PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT Nov.2012
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文 章 编 号 :1000-7466(2012)06-0089-03
己内酰胺废液焚烧装置引风机长周期运行措施
杨根柱
(中国石化 石家庄炼化分公司,河北 石家庄 050099)
摘要:对造成己内酰胺废液焚烧装置引风机腐蚀、积灰、振 动 等 的 原 因 进 行 了 分 析,提 出 了 解 决 措 施 和 改 进 设 想 ,提 高 了 装 置 的 运 行 周 期 。 关 键 词 : 引 风 机 ;己 内 酰 胺 废 液 ;焚 烧 ;运 行 中图分类号:TQ 051.2 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1000-7466.2012.06.022
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1 引 风 机 故 障 原 因 及 解 决 措 施 [1~7]
1.1 叶 轮 腐 蚀 1.1.1 腐 蚀 原 因
引 风 机 首 个 转 子 在 使 用 半 年 后,由 于 转 子 轮 缘 部分被冲刷腐蚀出现缺口而报废。究其原因是装置 燃烧废液为磺化副产物和 55% 左 右 的 水,且 介 质 烟 气中含 有 SO3/SO2。 装 置 投 产 后,由 于 废 热 锅 炉、 省 煤 器 的 制 造 原 因 出 现 泄 漏 ,锅 炉 水 进 入 烟 气 系 统 。 异常水的加入造成 烟 气 露 点 温 度 提 高,同 时 使 得 省 煤器后烟气温度低于露点温度。烟气系统中的水在 经过废热锅炉和省 煤 器 后 随 烟 气 温 度 降 低 析 出,气 体中硫的氧化物溶于水形成 pH 值小于 1 的酸性水 滴 ,水 滴 随 烟 气 一 起 进 入 引 风 机 ,造 成 引 风 机 转 子 的 腐蚀。引风机叶轮 轮 缘 处 气 体 流 速 高,液 滴 的 腐 蚀 和 冲 蚀 共 同 作 用 ,造 成 轮 缘 损 坏 最 为 严 重 。
引 风 机 是 该 装 置 的 核 心 设 备 之 一,它 将 焚 烧 过 程中产生 的 高 温 含 尘 烟 气 从 焚 烧 炉 尾 段 经 废 热 锅 炉、省煤器引出,送 入 后 部 除 尘 急 冷 塔,经 脱 硫 塔 后 排空。引风机型 号 WV10-21No.20F 左 90,进 口 体 积 流 量 (标 准 状 态 )为 1 000 m3/min,进 口 压 力 -2.6kPa,进口温度300 ℃,出口压力为10kPa,引 风 机 设 计 转 速 1 480r/min。 驱 动 电 机 为 变 频 控 制 , 可根据需要在55 Hz以下调节。
1.2 叶 轮 及 流 道 积 灰 1.2.1 积 灰 原 因
装 置 每 运 行10~20d,在 风 机 叶 轮 、壳 体 及 流 道 会 积 存 大 量 固 体 ,造 成 引 风 机 振 动 和 轴 位 移 增 大 ,多 数情况下因振动联锁停机。
因该焚烧装置需要处理的己内酰胺废液中含有 生产过程中生成的磺化副产物以及精制工艺苛化处 理过程中残留的钠 盐,这 些 物 料 经 高 温 燃 烧 后 分 别 以熔融态钠和二氧 化 硫、三 氧 化 硫 形 式 存 在 于 燃 烧 尾 气 中。 尾 气 经 废 热 锅 炉、省 煤 器 冷 却 后,熔 融 态 钠、三氧化硫以及尾 气 中 的 水 在 低 温 下 化 合 生 成 水 合 硫 酸 钠 ,凝 结 在 省 煤 器 表 面 、引 风 机 蜗 壳 及 叶 轮 流 道等处,造成转子 动 平 衡 被 破 坏,振 动 升 高,直 至 连 锁 停 机 。 同 时 ,积 灰 造 成 机 体 及 叶 轮 内 流 场 变 化 ,导 致 转 子 轴 向 力 平 衡 被 破 坏 ,轴 位 移 增 加 ,推 力 轴 承 负 荷加大。
[7] 张铁峰.奥氏 体 钢 炉 管 的 应 力 腐 蚀 开 裂 及 防 护 措 施 探 讨[J].石油化工设备技术,2002,23 (6):21-28. (ZHANG Tie-feng.Failure Analysis and Precaution of Stress Corrosion Cracks of Austenitic Stainless Steel Components[J].Petro-Chemical Equipment Technolo- gy,2002,23 (6):21-28.)
1.1.2 解 决 措 施
对存在制造质量问题的废热锅炉焊口进行全面 检 查 处 理 ,同 时 更 换 泄 漏 严 重 的 3 组 省 煤 器 ,彻 底 杜 绝泄漏。重新核定 烟 气 露 点 温 度,原 设 计 烟 气 露 点 温度188 ℃,采样核实实际烟气露点温度为220 ℃, 为此修订操作参数,通 过 停 用 部 分 省 煤 器 来 保 证 排 烟 温 度 正 常 ,杜 绝 露 点 腐 蚀 。
械 工 业 出 版 社 ,1981. (Sunaga Zuo(Japanese).Stainless Steel Failure and Protection[M].Beijing:China Machine Press,1981.) [10] 柯 伟,杨 武.腐蚀科学技术的应用和失效 案 例 分 析 [M].北 京 :化 学 工 业 出 版 社 ,2006. (KE Wei,YANG Wu.Corrosion Science Application and Failure Case Analysis[M].Beijing:Chemical In- dustry Press,2006.) [11] 朱和国,王恒志.材料科学研究 与 测 试 方 法[M].南 京: 东 南 大 学 出 版 社 ,2008. (ZHU He-guo,WANG Heng-zhi. Material Science and Measure Method[M].Nanjing:Southeast Univer- sity Press,2008.) [12] 庄汉东.材料失 效 分 析 [M].上 海:华 东 理 工 大 学 出 版 社 ,2009. (ZHUANG Han-dong.Material Failure Analysis[M]. Shanghai:East China University of Science and Tech- nology Press,2009.) [13]GB 13296—2007,锅 炉 热 交 换 器 用 不 锈 钢 管 [S]. (GB 13296—2007,Stainless Steel Tubes for Boiler and Heat-exchanger[S].)
Long Term Operation Measures for Induced Draft Fan of Caprolactam Waste Incineration Plant
YANG Gen-zhu (SINOPEC Shijiazhuang Refining & Chemical Branch,Shijiazhuang 050099,China)
[6] 余存烨.石化 设 备 应 力 腐 蚀 开 裂 环 境 评 价 [J].腐 蚀 与 防 护 ,2007,28(1):23-28. (YU Cun-ye.Analyses of Stress Corrosion Cracking Environments of Petrochemical Equipment[J].Corro- sion & Protection,2007,28(1):23-28.)