余热锅炉论文-高效声波吹灰器在催化裂化装置余热锅炉上的应用

余热锅炉论文-
高效声波吹灰器在催化裂化装置余热锅炉上的应用
摘要:延安炼油厂2.0Mt/a FCC装置余热锅炉针对装置长期存在的排烟温度高,锅炉效率较低问题,于2010年5月检修期间对锅炉吹灰器进行了改造,目前装置运行情况良好,锅炉排烟温度明显降低,锅炉热效率提高。

关键词:锅炉;声波吹灰器;排烟温度;热效率
延长石油集团延安炼油厂2.0Mt/a RFCC装置于2006年11月建成投产,装置配套的两台89t/h燃烧式CO余热锅炉,自投用以来,附属两套吹灰器运行情况较差,自2007年4月至2010年5月装置检修前期都无法正常运行,导致余热锅炉积灰严重,影响锅炉受热面的传热效果,降低了传热系数,排烟温度一直维持在较高水平,锅炉效率较低。

锅炉原吹灰器虽然经过多次维修,却一直未能有效的解决其运行问题,使其成为制约装置提高效益的瓶颈。

2010年5月装置大修期间对吹灰器进行了改造,更换为BSK-5声波吹灰器,截止2010年8月份运行工况较好,锅炉排烟温度较改造前明显降低,蒸汽量有所上升,锅炉热效率明显提高。

1余热锅炉简述
1.1工艺技术
该催化裂化装置余热锅炉设计排烟温度值为195℃,其主要热源来自反再系统产生的烟气。

高温烟气首先进入烟气轮机做功回收部分能量,然后进入CO余热锅炉,经燃料气引燃CO 后与水、汽进行换热,回收烟气剩余能量。

同时预热外取热器、油浆换热器供水,过热装置外取热器、油浆换热器产生的饱和蒸汽和自产饱和蒸汽,成为420℃、4.0MPa的中温中压蒸汽供装置使用。

1.2锅炉结构
CO余热锅炉包括燃烧炉膛、水保护段、过热段、蒸发段和省煤段。

锅炉为单锅筒自然循环,露天布置,微正压运行,炉膛为方形绝热炉膛,烟气由下向上流动,炉膛内瓦斯燃烧器起补然作用,在燃烧式两侧对冲布置,供风采用两台离心式鼓风机。

水保护段布置在炉膛后上部烟道中,过热器由高温段、低温段两级组成,省煤气为可分式布置。

为了防止锅炉受热面积灰,锅炉水保护段、蒸发段、过热段及省煤段均设有清灰设备,以除去换热管束上的积灰,提高换热效率。

2存在的问题
催化裂化烟气中含有大量的催化剂细粉,由于静电吸附作用,造成大量催化剂粉末聚集在余热锅炉的管束上,形成积灰层,导致传热阻力增加,排烟温度上升,锅炉效率不断降低,影响锅炉安全、经济和高效的运行。

2.1排烟温度高
由于余热锅炉在运行过程中各受热面都有不同程度的积灰,锅炉运行参数严重偏离设计值,特别是排烟温度,原设计值为195℃,2010年大检修前期3月份锅炉排烟温度为353℃,最高超出排烟温度设计值158℃(见表1)。

表12010年检修前运行数据
时间(d) 炉膛温度℃进口烟气温度℃排烟温度℃蒸发量t/h
09.4.24 828 541 153 94
09.5.8 851 542 208 96
09.5.24 873 547 247 96
09.6.14 876 549 279 97
09.6.29 878 543 304 104
09.7.16 879 846 321 109
09.8.21 867 542 329 115
09.9.23 878 546 331 113
09.10.24 881 555 338 114
09.11.23 883 547 337 109
09.12.24 869 541 339 106
10.1.21 889 549 338 107
10.2.23 886 548 343 102
10.3.24 878 552 353 98
2.2排烟温度上升较快
2009年4月份装置进行了检修,余热锅炉经过清灰开工后,最初锅炉排烟温度较低,满足设计值要求,但是随着装置运行一段时间后,锅炉受热面上积灰不断增加,排烟温度不断上升,4月24日烟气排放温度为153℃,8月21日为329℃,温升达到176℃,排烟温度上升速度约为
1.5℃/d(见表1)。

2.3蒸汽量较低
锅炉装置运行到2010年检修前期,炉内积灰明显增多,锅炉热效率较低,发汽量较小。

2010年3月份装置在炉膛温度为878℃,进口烟气温度552℃的情况下,装置发汽量平均为98t/h(见表1)。

3改造方案
由于余热锅炉在运行过程中,锅炉的受热面附着大量积灰,从而降低了锅炉的热效率,提高了锅炉排烟温度,影响了锅炉的正常运行,针对这一问题,锅炉装置于2010年5月检修期间对吹灰器进行了改造,安装了DSK-5声波吹灰器。

DSK-5吹灰器为大功率耐高温声波吹灰器,耐受长期的高温磨损、疲劳和腐蚀,长期运行无须维护、调整和检修。

声波频带为30～2100Hz的双主峰频带,声源声压级大于153分贝,声波方向性为椭圆形,径向直径4～6m,前方轴向长度8～12m,投用时炉墙外1米的噪音符合国家标准(≤85分贝)。

DSK-5声波吹灰器是通过大于0.4MPa的压缩空气进入声波吹灰器发生器,从而产生大于150分贝以上的声波并避开锅炉本身的特有频率,使积灰产生疲劳从而剥落并悬浮起来,借助引风将灰带走,从而达到清灰目的。

2010年5月锅炉检修期间共计安装DSK-5型声波吹灰器112台,其中单台锅炉安装56台。

从锅炉省煤器段2层平台至锅炉过热器段7层平台,2～6层每层对称布置一端为4台,一层共计8台。

第7层高级过热器出口端三面布置,其中两端分别布置2台,其余一端布置4台。

单台锅炉每天吹灰8次,每台吹灰器运行时间为3分钟,每次吹灰时间共168分钟,与下次运行时间间隔12分钟。

4效果分析
2010年5月17日两台余热锅炉声波吹灰器经调试后正式投用,采用自动控制方式,截至8月27日,锅炉排烟温度为247℃,最低197℃,最高247℃,温升50℃,排烟温度上升速度约为1℃/d,锅炉过热蒸汽量为118t/h(见表2),锅炉总体运行比较平稳,运行工况较好。

两次检修后锅炉运行情况对比可发现,锅炉排烟温度明显降低,升温速度减小,发汽量增加,吹灰器清灰效果较好,达到预期要求。

表2改造后运行数据
时间(d) 炉膛温度℃进口烟气温度℃排烟温度℃蒸发量t/h
10.5.17 858 568 205 93
10.5.27 857 549 197 101
10.6.7 878 542 223 108
10.7.5 890 543 227 112
10.7.10 894 556 229 113
10.7.24 884 546 234 116
10.8.14 889 543 238 117
10.8.20 881 545 241 118
10.8.27 885 550 247 118
5结论
余热锅炉在2010年5月吹灰器进行改造后,锅炉总体运行情况比较平稳,排烟温度明显降低。

说明随着锅炉装置的不断运行,锅炉内部各受热面积灰并没有显著增加,传热效果保持较好,传热效率较高,锅炉效率明显提高。

(1)锅炉吹灰器改造后排烟温度基本维持在240℃左右,温度上升速度约为1℃/d,相比2009年同期排烟温度明显下降,温升速度减缓,温度波动比较平稳,锅炉效率明显增加。

(2)目前锅炉排烟温度仍高于原设计值40℃～50℃(原设计值195℃),与设计值仍有较大差距,需在今后运行过程中,进一步优化锅炉操作,提高锅炉效率。

(3)2010年检修改造后,装置每月发汽量较2009年同均有所增加,8月份锅炉发汽量为118t/h,2009年同期为115t/h,发汽量增加了3t/h,装置按8000小时设计,每吨蒸汽按80元/吨,每年可节约192万元,经济效益较好。

(4)考虑到锅炉检修后运行时间较短,炉内积灰较少,锅炉发汽量增加情况并不明显,新增吹灰器使用效果仍需进一步观察。