催化裂化装置烟气轮机长周期安全运行措施探讨

催化裂化装置烟气轮机长周期安全运行
措施探讨
摘要：烟气轮机是催化裂化装置的核心设备，其稳定运行将会影响装置的节能水平和稳定性。

本文就从烟气轮机的结构出发，总结烟气轮机运行过程中的常见问题，然后讨论加强安全运行的管理措施，帮助企业严格控制工艺，提升生产经济效益。

关键词：催化裂化装置；烟气轮机；安全运行；措施
引言：催化裂化装置烟气轮机会利用生产过程中产生的高温再生烟气驱动空气压缩做功，能够回收烟气的能量，作为系统的重要节能措施，其运行的稳定性将会决定系统的运行周期和节能水平。

由于烟气装置的故障率比较高，所以必须采取有效的措施保证烟气的安全运行。

1烟气轮机结构和工作原理
烟气轮机是使用催化在生气烧焦形成得高温烟气热能和压力做工的旋转机械，是催化裂化装置能量回收系统，可以利用烟气带动主风机发电，达到能量回收的目的。

目前，烟气轮机的结构主要包括两种，分别是轴向进气-径向排期的悬臂支撑结构，包括单极和双级两种；另一种是径向进气、轴向排气的两端支撑结构，包括三级和四级两种[1]。

烟气轮机的部件主要包括机壳、静叶组件、排气机壳、底座、轴封系统、轮盘冷却系统。

对于单级烟气轮机，具有稳定、维护简单的优势，运行过程中催化剂不会在叶片上沉积；多级烟气论及的效率跟高，烟气的流速比较低，运行过程中叶片受到的腐蚀比较小，使得催化剂容易沉积在叶片上。

烟气轮机会利用带有压力的高温烟气驱动，经过进气室和静叶整流之后，烟气会均匀地进入动叶，然后膨胀做功推动烟气轮机转子旋转。

烟气的内能被释放，温度和压力同时降低，转化成了烟气轮机的内能和机械能。

2催化裂化烟气轮机运行影响因素
2.1催化剂
催化剂细分具有静电吸附作用，而且细粉的粒径一般在10μm以内，由于分子间作用力，使得催化剂的粘结性很强，不易流动。

所以烟气轮机容易出现催化剂结垢的情况，比如在集气室、烟道、烟机入口位置都有可能有大量的催化剂积存[2]。

一般情况下，催化剂并不会出现堆积烧结的情况，但是如果催化剂中存在钙等粘结物质，就容易出现烧结的问题。

而且这些物质也容易和烟气中的硫化物反应生成硫酸盐，从而加剧催化剂的结垢。

2.2烟气轮机入口温度
如果烟气轮机入口温度降低，低于重金属形成低熔点物质的温度，同时烟气量减少，就会导致结垢的出现。

很多烟机可能存在入口蝶阀开度小的问题，早盘成入口烟气量不足，进而导致温度降低。

结合工作经验，在入口烟气量足够的情况下也不容易出现结垢问题。

3催化裂化烟气轮机长周期安全管理
3.1加强日常巡检和记录工作
加强对烟气轮机的蝶阀油站、执行机构、入口管线的检查工作，做好对管道口的标识，严格检查管道的收缩情况，避免管道、平台、杂物等导致管道膨胀，避免由于应力作用导致管道变形，确保烟气轮机能保持稳定的受力状态。

检查烟气轮机机座、轴承箱冷却水的运行状况，为避免机座出现温度不均匀，防止热应力不均匀导致机壳变形。

在冬季生产过程中，应该避免出现冷却水堵塞，避免机座被冻裂。

工厂中的空气质量比较差，因此需要定期进行风机过滤布的更换工作，有效控制入口其流量，防止风机长期工作之后机组出现喘振，保证烟气轮机的稳定运行。

3.2控制入口烟气超温
日常工作中，应该将控制烟气温度作为日常工作的重点管理内容，包括严格控制再生器的温度，控制助燃剂的加入时间，避免出现二次燃烧等等，将烟气的温度控制到700℃以内。

3.3避免轮盘和密封蒸汽带水
如果轮盘冷却蒸汽和密封蒸汽带水会导致轮盘被受到冲蚀，在蒸汽进入烟气轮机之前，需要在烟气轮机入口缠绕管线，利用烟气轮机入口管线的温度加热蒸汽，防止蒸汽带水。

操作过程中，应该已轮盘冷却蒸汽和密封蒸汽的品质作为重要指标，保证系统的整体运行稳定性。

3.4控制催化剂沉积
烟机运行过程中，应该定期进行催化剂取样工作，掌握催化剂的颗粒分布状况，将烟气的颗粒控制在合理的范围。

日常工作中，也要定期开展烟气轮机的排尘工作，增加烟气轮机的入口扫风，达到控制催化剂沉积的目的。

3.5控制高温烟气泄露
控制密封蒸汽和烟气之间的气压差在70kPa，控制密封压在0.4MPa以上，定期开展密封蒸汽和净化风测量点的检查工作，防止压力表失灵，以及避免圆转过程中出现误操作，以避免高温烟气泄漏，防止高温烟气进入到轴承箱中导致润滑油燃烧，造成仪表和设备的损坏。

3.6提升检修质量控制水平
检修过程中，需要有监督人员负责对检修的全过程跟踪，比如设备主管、公司负责人员等；记录维修过程中发现的问题，以及做好对重点部位的检查工作。

包括检查衬里是否出现了脱落，以及对检查执行严格的三级验收[3]。

如果检查过程中发现烟机存在问题，比如在烟气轮机入口位置的管线连接烟气轮机短节螺栓，长期处在高温状态下可能会出现损坏的情况，检修时也很难拆卸，导致烟气会存在泄露的隐患。

所以可以通过更换高温合金材质的短节螺栓，以及定制跟给详细的开车热紧方案，解决烟机存在的问题。

通过检修，以保证保温层的厚度能满足
技术要求，以及保证烟气轮机升温过程中的均匀性，避免出现热量损失问题，有效控制节能效果。

3.7开机前做好准备工作
开机之前应该对油箱的清理工作，在油运之后还要及时更换和清理过滤器，保持正常的压力差；清理高温闸阀和烟气轮机蝴蝶阀的阀板，开机之前清洗油站的油路，保证烟蝶开关的灵活性。

最后，开机之前还要进行自保试验，模拟现场开停机的效果，反映机组运行过程中的自保连锁情况，确保自保可以发挥保护机组的作用。

结束语：催化裂化装置烟气轮机是一个复杂的工作系统，工作过程中任何一个环节存在问题，都会导致整个系统的性能下降，以及影响系统的运行安全。

企业应该针对机组的运行要求做好对机组的改造，日常工作中精细化操作，严格开展维修工作，做好管理和保护，保证烟气轮机的长期安全运行。

参考文献：
[1]李玉超. 催化裂化装置中烟气轮机长周期运行问题研究[D].北京理工大学,2016.
[2]张鹏.催化裂化装置烟气轮机长周期安全运行措施探讨[J].石油化工设备技术,2015,36(01):22-24+4.
[3]徐平义.对我国催化裂化装置烟气轮机长周期安全高效运行的深层思考[J].中外能源,2008,13(S1):13-16.。