催化裂化烟机发电的探索与实践
催化裂化装置的节能改造及运行分析
催化裂化装置的节能改造及运行分析在石油炼化装置中，催化裂化设备对能量的消耗较大，运行的成本高，通过采用先进的节能技术改造，可以有效地降低催化裂化设备的运行成本。
文章分析了催化裂化设备能量消耗大的原因，提出降低设备能耗的技术改造措施，对于提高催化裂化设备的能量利用率、降低设备的运行成本、提升经济效益均具有重要的作用。
标签：催化裂化装置；节能改造；运行近年来，世界经济发展模式发生了深刻的变革，降低能源消耗、实现低投入高产出已经是企业提高市场竞争力的主要手段。
催化裂化过程的能耗除化学反应热产品转移到产品外，其他能量都通过不同途径散失于周围环境之中。
减少这部分热量损失就是节能。
鉴于经济效益的原因，散失和排放热量是不可避免的，笔者从几个方面论述如何减少排放和损失。
1催化裂化装置耗能大的原因催化裂化装置的能源消耗主要由耗电量、循环水、烧焦、蒸馏水、脱盐水、烟气等构成，其中电量、烧焦又是主要的能源消耗者。
1.1电量消耗分析三机组是催化裂化装置的主要耗电设备，烟机的运行效率会对其用电量产生重要影响，比如，当催化裂化装置正在运行的时候，烟机偶尔会因为震动强度过大而被强制退出系统，这就会增大催化裂化装置的耗电量。
除此之外，催化剂细粉的数量也会对三机组的运行效率产生影响，比如，当细粉在烟机转盘上粘黏堆积的时候，有可能会导致三机组轮轴震动。
1.2烧焦消耗分析催化裂化装置的反再系统和分馏、稳定系统需要在一定的生焦率下来维持自身运转对能量的需求，但生焦率需要控制在一定的比例内，一般受原料轻重和反应深度的影响，生焦率在6%～9%左右。
生焦率过高则系统内部热量严重过剩，会造成能耗大幅度增加，液收也会降低。
2催化裂化装置的节能改造及运行2.1原料结构优化，降低原料重金属和钙的含量钙的主要来源在于原料，优化原料品种，对该装置使用的原油构成中，掺炼渣油的先经过渣油加氢装置进行加氢、脱硫和脱重金属处理，从油种优化前后比较，Fe、Ni等金属含量减少了40%～50%。
催化裂化装置烟机
催化裂化装置烟机双级改单级对比罗昕摘要：通过对炼油催化裂化装置烟机的改造前后对比分析，综述了双级烟机在使用过程中容易出现的问题，以及改造成单级烟机后所取得的效果。
关键词：烟机；改造更新；单级；双级中国石化长岭分公司催化装置（以下简称1#催化）烟初原采用的是西航设计制造的轴向进气垂直向下排气的双级悬臂式烟气轮机，型号为TP9-90，功率为8 500kW，此机组与主风机配套使用，回收高温烟气能量，为炼油装置主要节能设备。
几年来烟机的运行为分公司带来了巨大的经济效益，但也存在不少严重问题，如转子不平衡、易磨损、稳定性差等，制约了烟机效能的发挥。
2006年3月1#催化装置FDFCCⅢ改造之际，对烟机进行了更新改造，以TP12-90单级悬臂式烟气轮机取代TP9-90双级悬臂式烟气轮机，柔性转子改为刚性转子，改造后运行效果良好。
一、改造前机组存在的问题1#催化装置烟机于1997年4月投用，2006年3月改造更新，运行近9年中，由于烟气中高温催化剂粉尘导致的二级叶片的磨损特别严重。
另外，机组为柔性转子，振动大，烟机腐蚀严重，特别是机组2003年12月4日严重损坏后，机组缺陷增多。
1．磨损由于烟气中高温催化剂粉尘的磨损，一级动叶基本没有磨损，二级动叶根部却较明显，这种磨损就是因为二次流冲蚀引起。
由于一级动叶二次流场弱，而二级动叶二次流场强，因而面磨损较一级严重得多。
此外，由于轮盘冷却蒸汽的径向干扰形成的二次流场造成二级动叶根部磨损。
2．机组振动大绝大多数情况下，转子不平衡是引起烟机振动大的主要因素。
机组新安装或检修后，动平衡都会符合要求，但是运行一段时间以后，由干轮盘或动叶片磨损、叶片或一和二级轮盘间催化剂灰尘堆积结块，这两个主要因素造成转子动平衡破坏。
另外，由于转子为柔性轴，稳定性差，正常运行时转速在5 785r/min左右，刚好是一阶临界转速的二倍，极易造成油膜涡动，导致机组振动增大。
3．烟机腐蚀加剧由于催化烟气中的H2S含量超高，烟机使用时间长，机体被腐蚀严重。
蜡油催化裂化装置烟机故障原因分析及对策
对策 措施 三 （ 应原 因分 析 三 ） 更 换 合 格 的 对 ：
转子。
通过 采取 以上 对 策措 施 ， 机检 修 后 轴 向振 烟 动烈 度都 符合 标 准要求 。
２ ３ 振 动 对 天 气 的 变 化 太 敏 感 ． ２ ３ １ 现 象 ．．
图 ５ 第 二 次 检 修 前 受 气 温 影 响 烟 气 轮 机 振 动 趋 势
轻 催 烟 机组 ＞ 烟 机 西端 ＞
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图 ４ 第 三 次 检 修 前 烟 气 轮 机 西 端 （ 轴 器 端 ） 子 轴 心 轨迹 和 全 频谱 图 联 转
对策 措施 二 （ 应 原 因分 析 二 ） 第 二 次 检 修 对 ： 时 复核对 中 ； 整改 烟气 轮机 机体 保温 结构 ； 整烟 调 气轮 机进 出 口烟 道 。
上升 ， 动 幅度 接 近 ２ ｍ（ ５ 。 波 ０肚 图 ）
轴 器端 ） 子振 动 幅值 波动 到 低 位 时 的轴 心 轨 迹 转 和波形 图 ； ７是 晴天 且 气 温 相对 较 高时 烟气 轮 图
石
油
化
工
设
备
技
术
机 西端 （ 联轴 器端 ） 转子 振动 幅值 波动 到高 位时 的
现， 烟气 轮机 振动 幅值 从低 位波 动至 高位 时 ， 烟气
轻 催 烟机 组 ＞ 烟 机 西 端 ＞
４ Ｏ
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目 ２ ０ 。
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催化裂化装置烟机机组故障分析及对策
Ａ ｎ ｌｓｓａ ｄ ｏ ｅ ｔｏ ｏ ｕｌｓ Ｏｃ ｕ ｒ ｄ ｉ ａ ｙ ｉ ｎ Ｐｒ ｔ ｃ ｉｎ ｆＦａ ｔ ｃ ｒ ｅ ｎ Ｆｌ ｅ Ｇａ ｒ ｎ ｔｉ ｔ ｌ ｔｃ Ｃｒ ｃ ｎ ｎ ｔｕｃｉ ｎ ｕ ｓ Ｔｕ ｂｉ ｅ Ｓｅ ｎ Ｃａ ａ ｙ ｉ ａ ｋｉ ｇ Ｃｏ ｓｒ ｔｏ
ｏ ｃ ｉｅ ｓｔ ｆｍａ ｈ ｎ ｅ ．
Ｋｅ ｙｗｏｒ ｃ ｔｌｔ ｒｃ ｉｇ，ｆ ｅｇｓ ｔｒｉｅ，ｍｅ ｕ ｄｓ ａａｙｉ ｃａ ｋｎ ｌ ａ ｕｂｎ ｃ ｕ ｓ ａ ￣
、
在催 化 裂化 装置 中 ， 烟机 机组 不仅 是关 键设 备 ， 同 时也是 重 要 的节 能设 施 ， 运 行情 况 直 接影 响到 其 装 置 的运 行 周期 和能 耗水 平 。影 响烟 机运 行 的因素 很 多 ， 用过 程 中常发 生 各种 故 障 ， 使 针对 玉 炼重 油催 化 烟机 机组 的特 点 ， 对 影 响 烟 机 运 行 因 素作 一 简 现
要 分析 。
组振 动值 将逐 渐 加大 ， 最后 被迫 停机 ； 果磨 损 比较 如 均匀 时 ， 机组 振 动表现 不是 十分 明显 ， 叶 片突然 断 而
裂， 会使振动值 升幅剧烈 ， 对烟气 轮机造成极 大的
破坏 。 １ ２ 催 化剂 粉 尘堆积 ．
烟 气 轮机 双 机 轮 盘 间 隙小 ， 易 堆 积催 化 剂 粉 极 尘 。在运 行 过程 中 ， 因烟 气 入 口温度 变 化 或 吹 扫 蒸 汽 变化 等原 因 ， 导致粉 尘 堆积 出现 不均 匀脱 落 ， 往 往 造成 机 组振 动 超 标 故 障 停 机 ， 其 是 操 作 不 稳 （ 尤 或 变 工况 运行 ） ， 尘堆 积 更 易 出 现不 均 匀 脱 落 ， 时 粉 破 坏转 子 动平 衡 ， 机组 被迫 停机 。实 际运 行 中 ， 当轮盘 冷 却蒸 汽压 力 、 温度 不稳 定 ， 且 品质 较 差 时 ， 加 并 会 速催 化 剂粉 尘堆 积 和引 发不均 匀脱 落 的现 象发 生 。 玉 炼烟 机 ２ ０ ０ ５年 １ ２月 ２至 １ １日期 间 ， 动值 振 骤 然 急剧增 大 ， 现场 分 析 怀 疑 是 因 催 化 剂 粉尘 堆 积 不 均 匀引起 转 子动 平 衡 破 坏 导致 振 动 升 高 ， 当然 转
关于催化裂化装置主风机组烟机能量回收系统的思考
2018年05月关于催化裂化装置主风机组烟机能量回收系统的思考姚金磊胥瑞林（中石油云南石化有限公司，云南昆明650300）摘要：云南石化重油催化裂化装置自开工运行以来，受到烟机轴功率、主风机轴功率以及装置处理量的制约，电动机一直处于耗电做功状态，显现出提高烟机能量回收效率的重要性与迫切性。
关键词：烟机轴功率;主风机轴功率;电机轴功率;节能降耗主风机组承担着再生器烧焦的流化风量以及烟气能量回收的主要作用，是装置节能降耗的主要设备。
本装置主风机组采用三机组配置形式，采用烟气轮机+轴流风机+增速箱+电机的连接方式。
按年平均正常工况考虑，主电机20000KW 无法满足解除烟机后的主风机组-30891KW 低负荷运行功率要求，烟机33000KW 理论上可以单独带动主风机做功，但由于烟机并不能达到理想状态的功率输出，因此主风机组电机长期处于耗电做功的状态，电机发电的可能性不大。
故提高烟机能量回收效率尤其显得重要与迫切。
1主风机组能量回收的影响因素及其处理措施烟机输出轴功率计算公式：N =1.634∗P 1V 1K []1-(P 2/P 1)(K -1)/K η/(K -1)(1)其中N-烟机轴功率KW ，P 1-烟机入口压力KG/CM 2，P 2-烟机出口压力KG/CM 2，V 1-烟机入口流量，K-烟气的绝热系数，η-烟机总效率。
1.1烟机入口压力对于能量回收的影响及建议从某种程度上来看，可以将烟机类比成为一个降压孔板，当烟机入口温度变化不大时，可以用下列公式计算烟机入口压力与流量的关系[1]：P 12=(G +A )/C（2）其中P 1是烟机入口压力KG/CM 2，G 烟气质量流量kg/S ，C,A 均是常熟。
可以看出，当烟机入口温度变化不大时，烟机入口流量与烟机入口压力存在一一对应的关系。
由（1）可以看出，在其他因素不变的情况下烟机入口压力P 1与烟机功率基本呈现出正比关系，提高烟机入口压力可以显著的增加烟机输出轴功率N 。
催化裂化装置再生器压力控制方案的改进
!!收稿日期!*&&’+&$+**作者简介!魏!莉"#($*e #$女$甘肃民勤人$#((<年毕业于大连理工大学自动控制专业$现工作于北京燕山石化公司炼油厂仪表车间$任工程师$研究向工业仪表自动化%催化裂化装置再生器压力控制方案的改进魏!莉$赵会青"北京燕山石化公司炼油厂仪表车间$北京!#&*)&&#!!摘要!催化裂化装置原采用了在烟机紧急停车时打开旁路阀到固定开度来控制再生器压力的控制方案%而在实际生产中$烟机发生紧急停车会造成再生器压力有较大波动$影响了装置的平稳运行%为保证生产的安全&稳定$对三催化机组的控制系统进行了改造$采用K !@手操面板和!!!控制器共同控制%主要介绍K !@和!!!控制器联合控制再生器压力的整体方案及实施效果%!!关键词!再生器压力控制’!!!控制器’组态控制!!中图分类号!B S *$%!!!文献标识码!=!!!文章编号!#&&$+$%*<"*&&’#&’+&&$)+&%!!催化裂化装置是炼油厂的重要装置$反应再生系统是催化的核心组成部分$再生器的压力控制对生产操作至关重要%烟机发电机组作为能量回收部分$是装置降低能耗&有效利用能源的重要组成部分%催化剂在再生器内烧焦时产生的高温烟气推动烟气轮机$从而带动发电机发电%如果高温烟气流量突变$就会破坏再生器的压力平衡$因此确保再生器压力的稳定是保证整个反应再生系统的压力平衡和生产平稳的关键%在实际生产中$烟机因电网波动出现的发电机解裂紧急停车和发生故障引起的停车都将直接影响整个反再生系统的压力平衡$处理不当还会给装置生产带来难以估量的严重后果%目前$国内许多催化裂化装置都采用了在烟机紧急停车时打开旁路阀到固定开度来控制再生器压力的方案%北京燕山石化公司炼油厂*套催化裂化装置也同样采用这种控制方案%但这种控制方案在实际生产中存在不足$每次烟机紧急停车都会造成再生器压力波动%虽然压力波动不大$但影响了装置的平稳运行$都需要几小时的操作调整%为确保装置生产的稳定$*&&)年<月该厂对三催化机组进行控制系统改造$采用K !@操作和!!!控制器共同控制$在烟机出现紧急停车时$降低了再生器压力波动幅度$确保了生产平稳运行%!!工艺流程简介该厂三催化装置分为反应再生$分馏$吸收稳定和四机组"烟机[+#&%&汽压机&主风机和增压机#$双脱及余热锅炉部分%反应再生是催化装置的核心组成部分$预先经过换热的原料油通过反应器变成反应产物$再送到分馏系统处理%反应过程中生成的焦炭沉积在催化剂上进入再生器$用空气烧去焦炭$一再生贫氧&二再生富氧燃烧%再生温度可由外取热器调节$再生后的催化剂把热量带入反应器供反应耗用%从再生器出来的高温烟气经高温取热炉发生蒸气后过三旋去烟机到余热锅炉再去烟囱%控制方案如图#所示%注!#k g *)D <33图#!三催化二再生压力控制方案$!再生器压力控制原方案的不足原有的压力控制方案是当烟机发生联锁停车时$烟机入口蝶阀"简称’&k 阀$#k g *)D <33$下同#全部关闭$不允许烟气进入烟气轮机$而三旋出口烟机两旁路蝶阀"以下简称**k 阀和<*k 阀#中的**k 阀迅速全部打开$<*k 阀约打开到$,j 的位置$防止再生器憋压和催化剂倒流%由于烟机每次发生紧急停车时$当时的烟机发电量不同$因此每次进入烟机的烟气量也不同%停机时二再生压力的压力值每次都不相同$需要的排放量也不同$而每创新与实践!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!石!油!化!工!自!动!化$*&&’$’f $)"H B G>"B ?G A?AS C B U G +!E C >?!"T?A K H @B U F次旁路阀都打开到固定位置!满足不了适时的烟气排放量!造成在烟机停机时再生器压力波动较大"同时原控制系统的反应速度不够快!造成了再生器压力无法控制!影响了催化的平稳操作!甚至造成催化装置事故停工"而且原烟机系统的硬件可靠性差!卡件更换频率明显超过了同类系统!导致控制系统的问题越来越严重"综上所述!由于原系统的不合理性!故在*&&)年机组改造中采用了!!!控制器和K !@操作共同控制二再生压力的方案!解决了系统的响应速度和两旁路阀的开度问题!将二再压力的波动减至最小"%!改造后的压力控制系统方案根据存在的问题!*&&)年改造了三催化二再生压力控制系统!将原有的控制方案改为!!!控制器和K !@远程手操面板共同控制"在!!!控制器中!使用速度控制器@?!+$$&#和再生器压力控制器Q ?!+#&*来实现"在K !@画面上做了远程手操面板!为了适应操作工的习惯!组态时使用S ?K 模板来做手操面板"操作人员通过手操面板观察二再生压力的测量值!进行#"H B G $>"A H +"T %切换等功能"烟机压力控制器输出数字量输出信号E F +#&*!给K !@!作为K !@方跟踪请求手自动的信号"从压力控制器送出数字量输出信号S F +#&*"作为它的手自动状态反馈信号"烟机停车信号送给速度控制器&压力控制器和K !@的输出做为紧急停车控制信号"现场二再生压力测量值给K !@及压力控制器作为操作显示和S ?K 运算"K !@手操面板的远程压力设定点EF +#&*=作为压力控制器的设定值!K !@手操面板的远程手动输出E F +#&*"作为压力控制器的手动输出值"烟机的功能控制图如图*所示"K !@与压力控制器的功能控制图如图%所示"图*!烟机的功能控制%D #!速度控制器@?!+$$&#控制烟机入口阀’’&k 阀(的开度!@?!+$$&#接受到烟机出口温度上升速度的控制开关量信号作为降速触点信号!当烟机进入发电状态!@?!+$$&#进入发电有差控制状态!通过改变转速设定值直接控制阀门开度!也可以通过手动输出直接控制阀门开度"图%!K !@与压力控制器的功能控制%D *!再生器压力控制器再生器压力控制器S ?!+#&*兼有S ?K 调节功能和分程控制功能"%D %!速度控制器与压力控制器的控制关系由于催化正常生产时,)j 烟气通过’&k 阀进入烟机膨胀做功发电!约%j 的烟气由三旋带出!约#*j 的烟气由烟机旁路阀排出!而烟机停车时!’&k 阀关闭!要求烟气全部由两旁路阀排出"因此**k 阀!<*k 阀与’&k 阀的阀门开度有一定比例关系!由阀门的流通能力决定"所以设计方案将速度控制器与压力控制器构成前馈控制!速度控制器将控制信号给压力控制器!超前控制旁路阀!克服扰动发生!加快系统的响应速度!使压力控制器调节及时"烟机正常时计算公式如式’#(所列"计算压力控制器输出值通过分程控制两旁路阀"压力控制器输出值g 压力控制器S ?K 输出值d %(i 速度控制器’前输出值e 后输出值(’#(式中!%()))烟机正常时的前馈系数"烟机停车时通过式’*(计算压力控制器输出值g 压力控制器S ?K 输出值d%&i 速度控制器’前输出值e &(’*(式中!%&)))停车时的前馈系统"烟机停车时!在):内强制K !@置于#"H +B G %!不允许K !@手操面板切手动!将算得的压力控制器输出值迅速分程控制两旁路阀的开度"%D <!压力控制器与K !@远程手操面板的控制关系当烟机正常运行时!如果K !@手操面板置于#>04X 0N %状态!压力控制器处于#U ;328;%#B M 0/9+P 47%状态!跟踪K !@面板的手动状态!压力控制器的输出值等于K !@手操面板的手动输出值直接分程控制旁路阀!压力控制器既不做S ?K 调节与速度控制器!也不构成前馈控制"如果K !@手操面板置于#"X 82%状态!压力控制器处于#U ;328;%’$石油化工自动化!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!*&&’年!"X 82"#跟踪K !@面板的自动状态#手操面板的远程压力设定点作为速度控制器的远程设定值#二再生压力测量值为控制器的(8值#进行S ?K 调节运算$同时与速度控制器构成前馈控制#通过式%#&计算输出值分程控制**k #<*k 阀$因此跟踪请求信号决定了压力控制器与K !@方手操面板的手’自动状态一致#手操面板接收的手’自动反馈信号也必须与压力控制器相一致$这里设置分程控制的主要目的是让**k 阀#<*k 阀根据工艺的要求满足开停车时大流量和正常生产时小流量的要求#满足正常生产和事故状态下的稳定性和安全性$根据**k 阀#<*k 阀和’&k 阀的流通能力大小#将**k 阀分程点设为&$*)j #<*k 阀分程点为*)j $#&&j #并且都为气关阀$烟机发生紧急停车时):内强制远程手操面板处于!"X 82"状态#压力控制器置于!"X 82"#其设定值取自K !@远程设定0(##做S ?K 调节#与速度控制器构成前馈#通过式%*&计算输出值控制旁路阀$):后K !@手操可进行!手’自动"切换#但要求K !@方手动切自动时设定值跟踪实时测量值#以达到无扰动切换#此项在K !@组态中实现$从K !@到烟机压力控制有一组模拟量输出信号#为远程输出信号#跟踪K !@手操面板的输出值#手操面板置!手动"时输出值可以根据工况调节#压力控制器的输出值等于远程手动输出值$在自动时面板输出值为式%%&计算的值手操面板的输出值g **k 阀阀位i *)jd<*k 阀阀位i $)j%%&由于烟机停车时手操面板必须处于!"X 82"位置#根据式%%&的计算保证了停车后K !@方手操面板的输出值和压力控制器的输出值相一致#实现了双方输出的无扰动切换$&!调试在控制系统正式投用之前#笔者在K !@与!!!控制器之间作了全面的仿真实验#对控制双方的手(自动切换(K !@手操面板测量值与设定值的无扰动切换及!!!控制器的S ?K 模块的参数整定(前馈控制系数等进行了反复实验整定#达到了工艺的要求#确保开车一次成功$图<为烟机停机时改造前后二再生压力的波动曲线图$图<!二再生压力改造前后的波动曲线"!改造后存在的不足由于蝶阀的流通能力与开度不成线性#在烟机出现紧急停车时为了保证**k 阀全关(<*k 阀成一定开度#应该在压力控制器内做线性补偿#这样就能更好地实现无扰动切换#进而更少地减小再生器压力波动$)!结束语*&&)年三催化再生器压力控制系统改造的成功应用#大大提高了工艺的自动控制水平和生产过程的管理水平#对反应再生系统乃至整个催化生产的平稳运行起到了重要的作用#从而取得了巨大的经济效益555555555555555555555555555555555555555555555555$!上接第<(页"图*!工作步序操作按钮U H A )执行程序*@B G S )中止程序*"
1概述洛阳石化公司2号催化裂化装置于1997年10月建成投产，装置共包括5部分，即反应再生、分馏、吸收稳定、能量回收、余热锅炉。
设计装置开工时数为8000h ，设计加工量为140×104t/a ，进料组成按100%常压渣油进行，装置型式为同轴式，再生方式为单器单段逆流完全再生。
在此基础上，装置设计能耗为59.61kg 标油/t 。
2008年5月，按开工时数8400h 、加工量140×104t/a 、进料组成为64.3%减压蜡油+35.7%加氢蜡油设计考虑，进行了FDFCC-Ⅲ工艺技术改造，改造后装置设计能耗为65.08kg 标油/t ，同年6月25日开工运行。
2009年初至2010年11月，因多次出现重油沉降器汽提段及待生立管穿孔，于2010年11月23日隔离了汽油提升管及副分馏塔等系统，装置恢复原同轴式催化裂化模式。
汽油提升管及副分馏塔等隔离后，装置开工时数仍按8400h 设计，加工量仍设计为140×104t/a 。
2011年1月5日，针对洛阳石化公司两套催化裂化装置的实际运行特点，实施了第一阶段优化，其中2号催化装置加工原料由全加氢蜡油变为蜡油中掺炼30%闪蒸塔底油，1号催化装置逐渐降低闪蒸油的掺炼比例；当年6月25日，实施了第二阶段优化，2号催化装置加氢蜡油中闪蒸油掺炼量增至70%，同时投用外取热，1号催化装置改全加氢蜡油加工模式。
同年9月装置大检修，10月21日开工至今，2号催化装置加工原料仍为加氢蜡油中掺炼70%闪蒸塔底油，装置保持平稳运行。
2节能措施与效果2.1节水2.1.1循环水2008年，装置改造FDFCC-Ⅲ时期，考虑到其多产丙烯的工艺特点，局部冷却负荷将变大，新增了压缩富气水冷器E1302E (循环水设计流量为220t/h)、稳定塔顶油气水冷器E1315A-D(循环水设计流量为345t/h)，以确保压缩富气、稳定塔顶油气的冷却效果，2010年11月23日恢复原同轴式催化装置后，停用稳定塔顶油气水冷器E1315A-D ，降低装置循环水量345t/h 。
催化裂化装置烟气脱硫脱硝运行问题及对策
催化裂化装置烟气脱硫脱硝运行问题及对策发布时间：2022-10-28T03:51:26.789Z 来源：《科学与技术》2022年第12期6月作者：吴涛[导读] 现阶段，中国社会经济的发展水平不断提升吴涛国家能源集团永州发电有限公司，湖南省永州市，425900摘要：现阶段，中国社会经济的发展水平不断提升，但同时也面临着较为严重的自然资源紧缺问题。
在节能减排环保理念的落实下，中国污染物排放量较大的电厂需要进行改造，同时实施较为完善的催化裂化装置脱硫、脱硝技术。
为落实生态环境部相关，焦炉需要配套脱硫脱硝装置，以满足焦炉烟气超低排放的要求。
目前国内催化裂化装置脱硫脱硝有多种技术方案可供选择，本文通过对比分析目前各种工艺技术的优劣，为焦化企业提供合适的技术方案。
关键词：催化裂化装置；烟气；脱硫脱硝；问题；对策引言随着运行时间的延长，烟气脱硫脱硝单元相继出现了锅炉结垢、外排烟气NOx指标波动、综合塔塔壁腐蚀穿孔、外排水COD(化学需氧量)超标等问题。
经检查和分析，采取了相应的措施，保证了催化裂化联合装置的长周期安全运行。
1脱硫脱硝及烟气除尘技术的现实意义在各行业领域发展的过程中，环保节能理念逐渐渗透，开始引入脱硫脱硝与烟气除尘技术，在社会发展和环境保护关系的平衡方面提供了极大帮助。
为与节能减排发展需求相适应，有必要对此技术加以改进和完善，尽可能优化燃煤的利用率，缩减生产成本，确保工作者与周边居民健康。
伴随人们对于大气环境质量重视程度的提升与污染治理措施的落实，应当积极承担社会责任，充分发挥脱硫脱硝与烟气除尘技术作用，尽快达到节能减排目的，促进社会全面可持续发展。
2催化裂化装置烟气脱硫脱硝运行问题2.1锅炉结垢及外排烟气NOx指标波动烟气脱硝采用NH3与NOx进行还原反应，NH3注入量根据烟气入锅炉的NOx在线检测浓度进行控制。
实际生产中烟气NOx浓度变化较大，注氨量配比少了，NOx可能超标，为确保达标，操作中注氨量总体处于过剩状态，造成氨逃逸量经常超过2.5mg/L以上，过量的NH3与烟气中的SO2反应生成NH4HSO3，造成余热锅炉省煤器结垢，烟气压降上升，发气效率下降，外排烟气NOx指标波动较大。
催化裂化主风机烟机四机组的控制及联锁
025
自动电磁阀
定位器
气源 信号
各机组的控制方法与监测系统
❖ 汽轮机的控制
❖ 在四机组中汽轮机转速控制和其他机组不同，因为四机组 在正常运行时转速是恒定的，只是在启动阶段才通过调速 器进行调整，正常时没有调速的功能，它调节的是电机的 功率大小，而其它机组转速是变化的，随着入口压力的变 化而变化。调速器有电动和气动区别，上述是闭环控制， 焦化气压机和催化气压机都是闭环控制，而烟机是开环控 制 。烟机调速主要是为了改变发电机轴系功率，信号是 ±24伏直流电压信号，对象是发电机功。
❖ 条件:切除烟机、压缩机、电机联锁，汽轮油泵正常。
❖ 润滑油、调节油、动力油压正常,存储器复位。
❖ （1）、润滑油压力低联锁试验
❖ (A)将电器油泵切换开关置2备位置，降润滑油压力到0.1MPA时,2#泵自启,有声光报警。
几个典型的逻辑控制
❖ 发电机功率超限逻辑
❖ 条件：主电机合闸，发电机功率正常。
❖ 当发电机功率超限时，汽机自动减负荷30秒，
当主电机跳闸时，同时减负荷30秒使入口蝶
阀关发电机功闭率高 48％。
或
保持继电器30秒
减负荷
主电机跳闸 主电机合闸
R
延迟继电器10分
ห้องสมุดไป่ตู้入口蝶阀关
S
机组的联锁试验
❖ 汽轮机联锁试验.
机组的组成
❖ 汽轮机部分。是靠中压蒸汽推动转子转动使 其做功的机组。汽轮机上的主要仪表设备如 下：入口压力，入口温度，入口流量，汽机 调速器，出口压力，出口温度，备压蒸汽调 节阀等。
机组的组成
❖ 电机部分。是靠交流电使电机转子转动的机 组。它是同步电机，可能做功也可能耗功。 做功时耗电，耗功时发电。电机上的主要仪 表设备如下：电机功率变送器等。
D800主风机组增设烟机改造实践与效果分析
D800主风机组增设烟机改造实践与效果分析作者：李来君来源：《创新科技》 2014年第1期李来君1，2（1.西安石油大学材料科学与工程学院，陕西西安710065；2.中国石油化工股份有限公司洛阳分公司，洛阳471012）[摘要] 文章对催化裂化装置D800 主风机组新增烟机的改造项目进行了具体陈述，对机组改造效果进行评定。
同时结合运行记录对改造效果进行分析计算，基于试运所得数据对整个机组进行了功率复核，并评述节能效果。
[关键词] 节能降耗；改造效果；功率复核[中图分类号] S379 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2014）01-58-21 概述中国石化股份有限公司洛阳分公司催化裂化装置主风机组的布置情况为：一套从美国引进的I-R主风机－烟气轮机机组做主机，一套凝汽式汽轮机驱动的D1800主风机作备机。
为配合装置处理量的需要，该公司于2000年增设了一台D800风机，基本上满足了装置满负荷操作时的供风需求。
在D800风机并入后，装置所产生的烟气量随之增加，原引进的I-R烟气轮机不能完全消化，装置的双动滑阀开度较大，致使一部分烟气的压力能和热能没有较好利用，装置的能耗较大。
为增加经济效益，该公司经过多方论证，决定为D800风机增设烟气轮机回收这部分能量，达到降低装置能耗的目的。
2 改造方案2.1 基本情况为了降低成本和合理利用资源，本次增设的烟气轮机为以前替换下来的YL-3000B型烟气轮机。
增设的原则是：充分依托现有的生产装置和公用工程配套设施，利用现有基础及管道设施，节约投资，在确保平稳运行的基础上，最大限度地回收烟气能量。
2.2 工程设计根据现场实际情况，工程设计内容主要有：2.2.1 更换烟机底座及损坏部件，增设烟机－风机膜片式背齿保安型联轴器。
2.2.2 配齐所缺烟机轴系仪表及调节阀组仪表。
2.2.3 配套改造润滑油系统。
D800风机增加烟机后，原有的油站供油量不够，拟采用D1800主风机组（编号：1311/1）的油站向D800主风机－烟机机组（编号：1311/2）供油。
重油催化裂化装置节能措施与效果分析
科 技 论坛 ｌ ｌ ｌ
徐 仕 光
重油 催化 裂化 装置 节 能措施 与效 果分析
（ 中国石油哈 尔滨石化公 司 ， 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５ ０ ０
摘 要： 重油催化 裂化装 置的能耗 问题对节能工作具有十分重要的意义 ， 本文主要针对 目 前催化裂化装 置节能方面存在的 问题进行简要 阐述 ， 同时分别就工艺、 设备 以及操作 三个方 面的节能措施和相应的效果进行分析论述。 关键词 ： 油催化裂化 ； 重 节能 ； 存在问题 ； ； 措施 效果 ． Ｗ，同时还增 温度下降 ， ４ ０ 影响余热锅炉过热蒸汽质量 ， 为此必 目前 ， 重油催化裂化装置 的能耗问题对我 剂脱 沥青装 置损失 能量 达 １ Ｍ 国石油化工企业 的发展有着至 关重要 的作用 。 加 了循环水 的耗量 ； 油催化裂化装置为提高 须增加燃料气用 量， 重 因而造 成装置能耗增加 ；． ｄ 催化裂化是我 国主要的重 油二 次加工装 置 ， 同 脱沥青油温度 ， 至少需提供 １ Ｍ 热量 ， ． Ｗ ４ ０ 即造 由于烟气温度低 ， 省煤器的低温腐蚀加重 ， 余热 时也是最主要 的耗能装置 ，强吸热催化裂化反 成油浆热量损失。 锅炉的故障率加大 ， 安全运行周期缩短。 ２节能措施及效果 ２０ 年 ５ ， ０２ 月 将原余热锅炉更 换为新型模 应所需要 的全部热量都是 由催化剂再生烧焦的 过程提供 ， 如何降低反应过程 的能耗 ， 提高其节 ２１生产工艺 的优化 ． 块 式余热 锅炉 ， 使重油催化裂化装置所产的饱 第一 ， 改善原料性质 。由于原油变重 ， 常压 和蒸汽全 部过热 ， 停掉了减温减压器 ， 避免了高 能水平是我们研究 的重要课题 。 １节能方面存在的主要问题 渣油残炭一般 为 ７ ８ 催化裂化焦炭产率高 品位 能量损失 ，同时提高 了余热锅炉 自
催化裂化装置节能降耗的有效途径探究
催化裂化装置节能降耗的有效途径探究摘要：催化作为极为重要的二次加工装置，为原油加工轻质化发挥了积极作用，是汽油生产的主力装置，但同时其生产过程也消耗了大量的能源。
通过分析催化裂化装置节能技术，挖掘节能潜力，采取行之有效的节能措施，可以降低能耗，提高经济效益。
关键词：催化裂化装置；节能降耗；有效途径前言：催化裂化装置的节能降耗是我国节能减排的一项重大举措，随着我国经济结构的调整，原有的油价会出现很大的波动，因此，要在降低能耗的前提下，通过节能减排，有效地降低催化裂化的能耗，并探索节能减排技术。
采用催化裂化装置技术可有效降低炼厂能耗、降低生产成本、增加总输能、分散蒸气、降低能源泄漏、提高经济效益。
一、催化裂化装置概述所谓的催化裂化装置，是指炼油企业的主要能源，而催化裂化装置则是其二次处理的重要装置，其作用是将其转化为石油产品，从而获得液化天然气。
在实际操作中，催化裂化装置需要大量的能源，在生产的时候，可以降低能耗。
目前，催化裂化装置技术在节能方面的应用，其核心技术是节能降耗。
催化裂化装置的好坏，直接影响到整个炼制过程的质量和经济效益。
随着科技的进步，我国的催化裂化装置不断更新，在许多方面仍需改进，但总体能耗水平却有了显著的提高。
催化裂化装置的主要特征是：催化裂化装置的轻油回收率很高，目前回收率达到85%。
催化裂化装置提高了汽油的辛烷值，提高了汽油的稳定性。
在催化裂化装置中，采用了低质量的重油，从而大大提高了轻质油的产量。
二、催化裂化装置节能降耗的有效途径研究（一）控制催化裂化装置运行中的生焦率在催化裂化装置的节能优化中，采用了逆向再生技术，对生焦速率进行了有效的控制，并对装置进行了改进，使其采用了粗旋风，以改善操作过程中的气固分离效果，达到了二次控制生焦速率的目的。
选用优质的进料喷嘴，可以提高催化裂化装置原料油的处理效率，并能有效地解决原料油雾化问题。
对汽提区进行了改造，由原来的隔板式改为高效型，使焦炭在催化裂化过程中的H/C值由原来的9.1%降至5.5%。
催化裂化装置烟机振动问题分析与处理
催化裂化装置烟机振动问题分析与处理程千里【摘要】中国石化青岛炼油化工有限责任公司2.90 Mt/a催化裂化装置主风机三机组烟气轮机后支撑轴瓦振动一直偏大(70 ～ 76 μm波动),有时会超过报警值80μm,烟机入口管线也多次出现焊缝开裂现象.通过分析运行过程中烟机入口管线温度的变化对烟机振动的影响、焊缝开裂形态,并对烟机机组进行了检修,断定烟机入口管线运行中存在应力过大问题.2015年装置停工大检修期间对烟机入口管线进行改造后,烟机后支撑轴瓦振动测点XC11513数值维持在较好水平,平均维持在48～60 μm.与改造前相比,改造后烟机机组后轴瓦振动平均下降25μm,烟机入口管线运行两年多未出现焊缝开裂问题.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2018(048)011【总页数】3页(P38-40)【关键词】催化裂化;烟气轮机;振动;焊缝开裂;管线预变位【作者】程千里【作者单位】中国石化青岛炼油化工有限责任公司,山东省青岛市266500【正文语种】中文中国石化青岛炼油化工有限责任公司催化裂化装置采用中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院开发的生产清洁汽油并多产丙烯的技术[1](MIP-CGP技术)。
装置以脱硫精制后的直馏蜡油与焦化蜡油为原料，设计规模为2.90 Mt/a。
主风机三机组是装置的核心机组，烟气轮机型号为YL-24000A。
1 烟机轴瓦振动现象与分析2013年10月发现，由于静叶结垢烟机做功效率下降明显，停机更换转子。
开机正常后烟机后支撑轴瓦振动测点XC11513数值在70～76 μm波动，有时会超过报警值80 μm。
分析发现，测点XC11513振动主要以设备转速频率为主[2]，且存在幅值不高的其他谐频。
说明烟机转子存在动不平衡现象[3]。
对烟气轮机壳体振动进行测量，监测部位为Y1(H,V,A)，后支撑轴瓦壳体处水平振动烈度1.2 mm/s(见表1)，数值属于正常范围。
表1 壳体振动数据Table 1 Vibration data of the shell mm/s监测部位上次数值本次数值与上次对比运行状态评估H1.261.24↓BV0.370.27↓BA0.530.45↓B注：运动状态评估依据ISO 10816-1—1995《机械振动》标准。
催化烟机振动高原因分析及改善措施探讨
催化烟机振动高原因分析及改善措施探讨摘要:烟气轮机(简称烟机)是催化裂化装置的核心设备,同时也是该装置主要的节能设备｡该机通过再生烟气的压力和热能进行膨胀做功,从而有效带动主风机运行及发电,其运行情况直接影响到装置的运行周期和能耗水平｡通过利用设备故障状态监测诊断技术,对烟气轮机振动信号进行分析,能够准确预测烟气轮机转子上有沉积和粘附的催化剂掉落所致的故障,准确预测了虽然烟气轮机振动大,但不影响机组正常运行的问题｡关键词:烟气轮机;振动;分析1汽轮机简介YL31000A型烟气轮机是催化裂化(Ⅱ)装置项目中能量回收机组的关键设备,是由中国石化工程建设公司(SEI)和中国石油渤海装备兰州石油化工机械厂在多年积累YL型烟机设计､生产及运行经验基础上,设计生产的1台结构简单､合理､可靠的烟气轮机｡装置中的主风机组采用电机和烟气轮机联合驱动的三机组配置形式,如图1所示｡其参数如表1｡图1主风机组示意图表 1 烟机参数某480万t/年催化裂化装置2017年9月1次开车成功,其中能量回收机组采用烟机-轴流式压缩机-齿轮箱-电机的机组配置形式,如图1所示｡烟机型号及参数见表1｡自2017年9月开工后,装置运行平稳｡主风机的运行靠电机和烟机同时带动,电机始终处于授电状态｡烟机运行过程之中存在轴振动偏大的情况,主要体现在烟机后支撑轴瓦处｡烟机的振动在大幅工艺调整及生产波动中,出现上涨且难以回落,振动值在数次波动中逐步上涨｡2020年5月份中旬的振动趋势如图2所示,可见最高的振动值已经达到了71μm,此后VI13454的振动值维持在了65μm左右,已经在厂家规定的高报值上运行｡2020年9月初,振动因生产波动再次上涨,此后振动峰值一度超过80μm,基本维持在78μm的振动值上运行,已经超过厂家所规定的高高报警值,于9月15日对主备风机进行切换操作,主机停运,烟机开始检修｡图2 2020年5月烟机后支撑轴瓦振动值图3 2020年9月烟机后支撑轴瓦振动值2振动高原因分析及应对措施2.1烟机垢物的影响烟机解体后可见大量的催化剂垢物附着于静叶､动叶､导流锥和烟机壳体上,垢物连片附着且硬度较大｡有研究表明烟气在适宜的温度和湿度下可生成低熔点共晶体,低熔点共晶体会让催化剂变得比较黏稠,因此催化剂粉末(直径小于15μm)由于静电作用会具备一定的吸附能力,在烟机轮盘冷却蒸汽和密封蒸汽的作用下,催化剂细粉易在动叶､静叶片及流道等部位更容易吸附沉积下来,从而破坏转子动平衡｡在停机与拆卸过程中,大片的结垢物从工件表面脱落,表现为停机冷缩后的剥离｡因此可以推断,在再生器负荷变化的过程中,受到高速烟气的冲刷作用､烟气温度的变化以及轮盘冷却蒸汽调整的影响,流道中的垢物从附着面上剥离,对转动部分造成了冲击,同时,动叶部分的垢物脱离造成了动平衡的破坏,振动也会上升｡针对此种情况,应该保障再生器压力､再生温度的稳定,提高和降低处理量要缓慢､平稳,不能出现大幅波动,同时,避免出现再生器尾燃的工况｡及时关注三旋四旋的操作,控制好各个旋分器的线速,保证烟机入口的烟气指标合格不超标｡保证冷却蒸汽的品质,严禁出现热度不足和蒸汽带水的情况发生｡在控制轮盘温度的时候,对轮盘冷却蒸汽的调整应该平稳,切忌出现大幅度的波动,避免因烟气冲刷出现大面积结垢层脱落,导致转子动平衡被破坏,振动剧烈上升的情况｡此次检修也将转子直接进行整体更换,确保转子动叶叶片的完整性以及动平衡的精度｡2.2轴瓦间隙及瓦背紧力的影响拆卸后通过测量法对支撑轴瓦的间隙进行了计算,所得前后轴瓦间隙值分别为0.47mm及0.35mm,数值较大｡同时,利用压铅丝的方法对前后轴瓦的瓦背进行了紧力测量,其中前轴瓦紧力为0.015mm,而后轴瓦的瓦背紧力值为正值,也即是瓦背没有紧力而是存在间隙,最大的间隙值为0.18mm｡由于后轴瓦的瓦背存在间隙,轴瓦的振动空间大,进而引起了振动值偏高｡2个紧力数据也正好符合运行过程之中前轴瓦振动值较后轴瓦振动值低的情况｡一般瓦背紧力数据为0.05mm,紧力较大虽然可以一定程度缓解振动,却会降低油膜厚度,影响轴承散热,造成轴瓦温度过高｡因此,回装时对前后瓦背垫了不同的铜皮,增加瓦背紧力,同时,不过度压紧｡调整后的前后紧力约为0.04mm｡后续投用应该密切关注轴瓦温度,避免超温及磨损｡2.3润滑油温度对振动的影响润滑油主要作用是润滑和减震｡当润滑油温度低时,黏度增加,油不能顺畅流于轴承之间,散布不均影响轴承油膜建立,容易使机组振动增大;当润滑油温度高时,黏度下降,油膜的刚度降低,进而导致油膜涡动,使振动加大｡从趋势看润滑油冷后温度变化对振动没有明显影响｡烟机润滑油冷后温度正常控制在39~42℃,烟机润滑油冷后温度的控制对烟机的长周期平稳运行是至关重要的,对润滑油膜的形成起决定性作用,直接影响轴瓦的使用寿命｡为了减少润滑油冷后温度对烟机振动的影响,我们可以通过润滑油冷却器的循环水调节及时改变润滑油冷后温度,使润滑油冷后温度一直保持在合理区间,保证油膜良好的建立,烟机振动升高后,对润滑油冷后温度进行了及时调整,保障机组平稳运行｡2.4及时进行卸废剂和置换平衡定期及时的将废催化剂卸出,保证旋分器分离效率,使进入烟机的烟气合格催化剂浓度保持在较低水平,实时在线监控粉尘浓度｡加快平衡催化剂置换,保障烟机运行工况始终处于良好状态｡3结语催化烟机是整套装置的核心设备,能否平稳运行直接关系到全厂的蒸汽平衡和经济效益｡本文通过生产实践经验具体分析了造成催化烟机振动偏高的原因并有针对性的采取一些措施,有效降低了烟机振动,也为同类装置烟机振动高等问题的解决提供了参考｡参考文献:[1]杨俊,卢纲,张银.催化裂化装置中烟气催化剂对烟气轮机运行影响[J].石油化工设备,2018,47(04):60-64.[2]孙红亮.FCC烟机振动变化分析及改善措施[J].广东化工,2019,46(10):93-94+96.[3]张笑笑,王建军,陈帅甫.烟气轮机内催化剂颗粒碰撞模型研究进展[J].中国粉体技术,2017,23(2):12-19.。
催化裂化装置烟气轮机结垢物的原因分析及预防措施
催化裂化装置烟气轮机结垢物的原因分析及预防措施摘要：某石化公司炼油部催化裂化装置主风机-烟气轮机能量回收机组中烟气轮机（简称烟机）的主要作用就是将高温烟气的压力能和热能转化为机械能对外做功，达到回收能量、降低装置能耗的目的。
因此，烟机不仅是整个催化装置的关键设备，同时也是最主要节能设备。
多年来该装置烟机运行效率较低导致主电机耗电量偏大、烟机轮盘蒸汽消耗大等问题给装置综合能耗达标带来巨大压力。
关键词：催化裂化装置；烟气轮机；结垢物；原因分析；预防措施引言催化裂化是原油二次加工的主要装置，特别是在以燃料油为主的炼油厂，对整个工厂的材料平衡和经济利益起着重要作用。
烟机是催化裂化装置余热回收系统的关键设备，运行条件的好坏直接影响催化裂化装置的长期稳定运行和装置能耗。
1烟机结垢的危害及原因分析1.1烟机结垢的危害(1)烟机长期结垢运行后垢片脱落胡打破动平衡，引起烟机振动变化，损坏烟机叶轮叶片。
因此烟机振动上升到一定程度后，必须停止维修，期间装置能耗会增加，甚至会导致装置计划外停车。
(2)烟机结垢后，结垢层缩小叶片栅间流动通道，叶片表面粗糙度增加，工作能力下降，工作效率下降。
1.2烟机结垢的机理引起烟机结垢的三个因素是催化剂细粉的浓度、催化剂细粉的粘附性、烟机中的高温和高速。
催化剂阈值通过离心力、分子间作用力粘合在一起，并附着在烟机叶片或周围金属的粗糙表面上，形成初始污垢。
高温和水蒸气条件下烧结比例导致二次结晶，形成固体致密结晶物质，其硬度和密度进一步提高。
烟气中催化剂粉尘浓度是烟气污染的主要原因。
烟气中的催化剂阈值为烟机中的沉积、粘结创造了条件，催化剂大颗粒离心力大，更容易粘结和折叠。
催化剂粉末的粘附性是产生污垢的必要条件。
在很大的作用力下，催化剂铝溶胶在烟机中粘合并堆积，催化剂粉末中的Ca、Fe等金属元素和La、Ce等稀土元素在SOx气氛中形成硫酸盐，高温下容易形成低温共晶晶体，促进细粉的粘合。
烟雾器的烟雾流速慢、温度高是引起烟雾器结垢的必要因素。
催化裂解装置烟机效率计算及分析
催化裂解装置烟机效率计算及分析王葆华１，蔡烈奎２（１．中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江省宁波市３１５８１２；２．中海油炼油化工科学研究院，山东省青岛市２６６５００）摘要：采用焓降法、核算法体现了烟气可以做的最大功；膨胀功法包含了烟气焓降的能量以及烟气节流 以中国海油某催化裂解装置三机组为例，采用焓降法、表２ 烟气中各组分的Ｃｐ值Ｔａｂｌｅ２ Ｃｐｖａｌｕｅｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｎｆｌｕｅｇａｓ表３ 不同温度下烟气中各组分的焓Ｔａｂｌｅ３ Ｅｎｔｈａｌｐｉｅｓｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｆｌｕｅｇａｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ 烟气中各组分的质量流量乘以两个温度下的焓差，即可得到该组分的焓降。
烟气总焓降ΔＨ总＝∑ｎｉ＝１ｘｗｉΔＨｉ＝１２１８４．１ｋＷ。
从计算结果来看，两种计算方法结果接近，相对误差在２‰以内，说明两种方法计算的焓降结果都比较可靠。
在烟气焓的计算中，按照实际气体进行校正时，由于烟气各组分分压较低，其对比压力远远小于０．２，在图表中没有数据进行压力校正，只能当作理想气体进行数据处理。
２．２ ）和热的计算见式（４）和式（５）［２］。
Ｎｅ１＝ｎＲＴ０ｌｎｐ２ｐ１（４）Ｎｅ２＝∫Ｔ ２Ｔ１Ｃｐ１－Ｔ０()ＴＧｅｄＴ（５）烟气膨胀做功的压按式（５）计算Ｎｅ２＝８３９５．０ｋＷ。
总物理占４０．５６％，热核算法所得烟机效率η焓＝Ｎ烟轴Ｎｅ＝７４．９５％；膨胀功法所得烟机效率η焓＝Ｎ烟轴Ｗｅ＝５９．４５％。
以上几种烟机效率的计算，皆是基于烟气全部进入烟机的情况。
由于双动滑阀和三级旋风分离器有部分烟气损失，进入烟机的烟气一般按照烟气总量的９０％～９６％计算，此处临界喷嘴的流量损失（占烟气总量的２％～３％）取３％。
双动—９２—滑阀开度７．２８％，完全关闭后通道缝隙２０ｍｍ，根据滑阀面积以及压差转化为流速来计算，采用ΔＰρ＝１２ΔＵ２计算出双动滑阀出口烟气流速达到２５４．３２ｍ／ｓ，计算流失的烟气量为４３９．９８ｍ３／ｍｉｎ，加上３％的临界喷嘴损失，在装置末期，没有经过烟机的烟气比例为１４．３４％，即烟机功率的校正系数取０．８５６６。
催化裂解原理与机理
催化裂解催化裂解，是在催化剂存在的条件下，对石油烃类进行高温裂解来生产乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃，并同时兼产轻质芳烃的过程.由于催化剂的存在，催化裂解可以降低反应温度,增加低碳烯烃产率和轻质芳香烃产率，提高裂解产品分布的灵活性。
一、催化裂解的一般特点1、催化裂解是碳正离子反应机理和自由基反应机理共同作用的结果，其裂解气体产物中乙烯所占的比例要大于催化裂化气体产物中乙烯的比例。
2 、在一定程度上，催化裂解可以看作是高深度的催化裂化,其气体产率远大于催化裂化,液体产物中芳烃含量很高。
3 、催化裂解的反应温度很高,分子量较大的气体产物会发生二次裂解反应，另外,低碳烯烃会发生氢转移反应生成烷烃，也会发生聚合反应或者芳构化反应生成汽柴油.二、催化裂解的反应机理一般来说,催化裂解过程既发生催化裂化反应，也发生热裂化反应，是碳正离子和自由基两种反应机理共同作用的结果,但是具体的裂解反应机理随催化剂的不同和裂解工艺的不同而有所差别.在Ca—Al系列催化剂上的高温裂解过程中，自由基反应机理占主导地位；在酸性沸石分子筛裂解催化剂上的低温裂解过程中,碳正离子反应机理占主导地位；而在具有双酸性中心的沸石催化剂上的中温裂解过程中，碳正离子机理和自由基机理均发挥着重要的作用。
三、催化裂解的影响因素同催化裂化类似,影响催化裂解的因素也主要包括以下四个方面：原料组成、催化剂性质、操作条件和反应装置。
3。
1 原料油性质的影响一般来说,原料油的H/C比和特性因数K越大，催化裂解法处理焦油方案［1]饱和分含量越高，BMCI值越低，则裂化得到的低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等)产率越高；原料的残炭值越大，硫、氮以及重金属含量越高,则低碳烯烃产率越低。
各族烃类作裂解原料时,低碳烯烃产率的大小次序一般是：烷烃>环烷烃>异构烷烃〉芳香烃。
3。
2催化剂的性质催化裂解催化剂分为金属氧化物型裂解催化剂和沸石分子筛型裂解催化剂两种。
催化剂是影响催化裂解工艺中产品分布的重要因素。
催化裂化装置烟机结垢问题的原因与防范措施
催 化 裂 化 装 置 是 炼 油 厂 主 要 的 二 次 加 工 装
置 ， 别 是 在 国 内炼 油 厂 的 燃 料 油 生 产 工 艺 中 ， 特 对 全 厂 的物 料 平 衡 和 经 济 效 益 起 着 重 要 作 用 。 烟 气 轮 机 （ 机 ） 装 置 的 重 要 设 备 之 一 ， 年 来 ， 机 烟 是 多 烟
剂 磨 损 增 大 、 料 中金 属 及 硫 含 量 增 加 等 因 素 均 进 对 烟 机 结 垢 起 到 促 进 作 用 ， 至 催 化 剂 的 种 类 和 甚
级烟机 。装置 于 ２ ０ ０ ２年 ｌ 月投 产 ，０ ３年 ｌ 月 １ ２０ １
之 前烟机 连续运 行 时间 较短 ， ２０ 到 ０ ４年 ５月 烟 机
结 垢造成 轴振动 值增加 ， 后 到 ２０ 此 ０ ７年 ３ 期 间 ， 月 问 题 几 次 出 现 ， 机 检 查 发 现 烟 机 静 叶 片 、 叶 片 停 动 和 叶 顶 围 带 催 化 剂 结 垢 较 严 重 ， 叶 片 顶 部 出 现 动
消耗量 的高低 也 可能 与 结垢 问题 有 关 ］ 。但是 ，
细 粉 回 收率 ， 有 效 防 止 三 级旋 风 分 离 器 分离 单 管 结 垢 堵 塞 ， 到 防 止 烟 机 结 垢 的 目 的 。在 对 再 生 系 统 旋 风 分 可 达
离 器 改造 并 加 强 相关 工 艺 技 术 指 标 的监 控 后 ， 机 在 最 近 三年 运 行 状 态 良好 。 同时 介 绍 了 日常生 产 中的 主要 监 烟 控手 段 和 控 制 指标 。
叶 片 完 好 无 损 。另 两 套 装 置 的 烟 机 也 一 直 保 持 稳 定 运 行 。本 课 题 在 分 析 问 题 和 总 结 经 验 的 同 时 ，
YL-16000型烟机发电实践分析
■
ＹＬ １ ０ ０ 烟 机 发 电实 践 分 析 一 ６０ 型
孙 立峰 赵 志 飞 （ 北石 化公 ） 华
摘 要 通 过介 绍 Ｙ — ０ ０ 烟 气 能量 回 收机 组性 能指标 及操 作 参数 ，计 算比较 烟机 组 实际 Ｌ ｌ 型 ６０
运 行 情 况与 设 计 工况 ，分 析 了机 组 在 实 际运 行 中存 在 的 主要 问题 ，有 针 对 性 地 实施 了处理 措
热 锅 炉 进 行 改 造 ，烟 机 背 压 Ｆ １ Ｐ （ ） 降 到 ５ 计 算 经 临界 喷 嘴跑 损 烟气 量 减少 约 ５ ｍ ／ ｎ ｂ ０ｋ ａ 表 ０Ｎ ｍｉ，炯
． ％降 到 １ ％。一 般 资 料 报 道 要求 ． ５ ｋａ（ ） Ｐ 表 ，对 烟机 回收功 率有 利 。该工 况 下主 风机 气 泄 露 率 由 ２８ ％～ ％ 多 变 效 率 为 ８ ．％，烟 机 绝 热 效 率 为 ６ ． ，烟 机 旋 烟 气 泄 露 量 为 ３ ５ ，但 也 有 部 分 资 料 报道 在 ８ ０ ７２ ％
、
（ １／ ） ， 丁２ ，
）（ ］３ ）
分 烟气走 旁路 。
２ ）烟 机 效率 偏 低 。因 烟道 喷 水 ，烟 机轮 盘 冷
式中：
却 蒸 汽 偏 大 及 烟 机 叶 片 磨 损 等 因 素 ，烟 机 效 率
偏低 。
主 风 人 口 流 量 ， ｍ ｎ ／ ； ｍｉ
Ｎｅ —— 主风 机功 率 ，ｋ Ｗ；
％～ ％范 围 内 三 旋 效 率 变 化 不 大 ，实 际 上 功 率 回收 率 为 ９ ％。从 计算 结果 看 ，主风机 多 变效 泄 露 率 １ ５ ５ 率 接 近 设 计 要 求 ，但 因 进 入 烟 机 烟 气 比例 、 烟 机 绝 计值低。 １ ２ 烟 机 功 率 回 收 率 低 原 因 分 析 ． 的 烟气 比例 偏 低 。２ １ 年 多 次 进行 烟 机 发 电试 验 ， ００ 运 行 ， 为 避 开 临 界 工 况 不 得 不 开 大 双 动 滑 阀 ，让 部 ５ １ ｗ ． ｓ ｊ． ｍ ｆ ｗ５ ｈｎ ｏ ） ｗ ｖ ｃ 不 同 类 型 三 旋 及 装 置 最 佳 泄 露 率 是 不 同 的 。 通 过 比
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参考文献：
【ｌ】陈俊武．催化裂化工艺与工程（第二版）【Ｍ】．中国石化出版社，
２００５．
加，但再生器压力提高同步造成主风机出口压力上升，这
使得主风机耗功增加，在提高再生器压力的初期，烟机出
功会大于风机耗功较多，但越往后这个幅度越小，甚至基
本相同，仅从这一点分析再生器压力越高越好，但是对于 风机来说压力并不能无限提高，过高会发生喘振，因此在 压力未到喘振前，防喘振控制会提前打开风机出口放空降 压，这样保护了机组，但会打乱正常生产。另外，再生器
今后对两个水封罐进行更新，以增加流通量降低压降。另
外，在日常生产中，加强对余热锅炉吹灰管理，尽量减少
炉管外壁积灰，避免余热锅炉压降升高。
４．合理控制操作区间，避开齿轮箱振动波动区间。镇 海炼化ＦＣＣⅡ经过两次试验发现，在电机耗功２００～６００ｋＷ和 电机发电２００—４５０ｋＷ时，齿轮箱高、低速轴振动有波动， 避开上述功率区段振动很稳定。因此，镇海炼化ＦＣＣⅡ出台 操作规定，通过工艺参数调整将三机组功率避开上述功率 区段。 经过努力，镇海炼化ＦＣＣ １Ｉ三机组在２００７年１月至４月 间实现持续发电，最大发电功率达８００ｋＷ，平均为５００ｋＷ，
趁风机解体大修彻底洗清动、静叶积 尘，调整轴封漏量以提高效率。经过改 造，烟机实际绝热效率达７４．８％，虽然
万 方数据
２００８年０９Ｙ］ｌ中国设备工程
２９
未达到设计值但比改造前提高了１．６％，主风机多变效率达 Ｎ８８．９％，比改造前提高了１．２％。 ２．临界流速喷嘴更换，孔径增大，使三旋灰斗泄气量 增加，虽然对增加烟机入口烟气量不利，但能够使三旋效 率和可靠性提高。 ３．烟机入口蝶阀的电液执行机构升级更新，新执行机 构使蝶阀自保时全关只需ｌ ｓ，从而保证事故状态下烟机安全
１．降低主风机出口到烟机入口线路压降。该线路压降
比设计值大１０ｋＰａ，产生压降的主要设备有：主风管路、主 风分布管、大孔分布板、一二级旋风分离器、再生器两个 密相床层、三旋和烟气管路。经过数据收集和分析，发现 主风管路中的开工辅助燃烧炉和大孔分布板阻力偏大，为 此利用检修机会，增加大孔分布板开孔个数，使压降减少 约２ｋＰａ，辅助燃烧炉阻力降暂时没有调整，考虑列入今后
７３．２％ 型号 ＡＶ７１—１ｌ
单级叶轮直径ｌ ０５５ｒａｍ 动叶６３片（新设计） 烟气通量４ ３３６Ｎｍ３／ｍｉｎ 人口／出口压力０．３３５ ＭＰａ， ０．１０８ＭＰａ（ａ） 轴功率１８０９１ ｋＷ 转速４ ６６０ｒ／ｒａｉｎ 绝热效率设计值７７．２％．实际值
７４．８％ ＡＶ７ｌ—１２
６．２％。原来的主风机组无法提供足够的
文章编号：１６７１—０７１ １（２００８）０９—００２８—０３
催化裂化烟机发电的探索与实践
周
通，王群，金
强
（中国石化镇海炼化分公司，浙江宁波３１５２００）
摘要：单级大焓降烟机与轴流风机等组成的同轴式三机组，通过改造提高机组效率和安全性，通过消 除工艺瓶颈优化工艺参数，最终实现机组的持续发电，取得了显著的经济效益。 关键词：烟机；发电；优化；节电 中图分类号：ＴＥ６２４．４＋１ 文献标识码：Ｂ
全稳定运行，促进了生产任务的完成。２００５年至２００７年， 点检问题累计处理率达９７．３３％。２００７年通过点检管理信息
逐步改变了传统设备管理模式，优化了企业维修资源组合，
实现了设备管理重心下移，形成了责任明确、分工负责、 相互协作的设备管理新机制。同时，通过引入设备管理新 理念，丰富了企业文化内涵；通过组织体制变革，减少了
中再插入一台汽轮机，这样的配置称四机组。烟机也可以 单独与同步发电机配置成二机组。这些配置方法各有优缺 点，国内有７５％以上ＦＣＣ配置三机组。三机组的轴功率往往 比整个ＦＣＣ其余用电设备的累计功率还大，因此三机组高效 运行对装置节电举足轻重，其中最关键的是烟机能否与主 体装置同步、高效运行。优秀的烟机回收功率可达１３０％
生器内催化剂床层料位高度，保持床层低压降；也根据两 个床层面积大小和高度不一，使催化剂在面积较大的二密 相多分布，以降低床层总压降。
效果。今后，镇海炼化ＦＣＣⅡ在降低主风机出口至烟机入口
线路的压降、降低烟机出口背压、提高再生器压力等工艺 参数上还有待于进一步的优化，以实现更高水平的烟机发
电。
２．控制防喘振裕度，提高再生器压力。再生器压力通 过关小烟机的旁路双动滑阀来提高，再生器压力提高，一
收稿日期：２００８埘一２５
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万 方数据
中国设备工程ｌ
２００８￡９０９，ＥＪ
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（烟机功率与风机功率的比值）。目前国内烟机高效运行水
＿维修与管理西
１．４万ｋＷ的功率，为公司节约了大量的电能，但与设计值仍
有较大的差距，设计轴功率为１．６万ｋＷ，年平均发电功率可 达１ ８００ｋＷ（冬季更高），实际运行时机组效率未达到设计 点，双向电机仍处于耗功状态。 二、烟机未发电因素
相互沟通，尤其在三个试点单位成功运行后，两次组织专
题座谈会，提出了解决问题的对策。二是定期开展了专题 检查评审工作，依托设备管理检查组，每季度组织一次点 检检查评审工作，每年组织一次经济型设备状态预知维修 体系的专项检查评审，通过检查能对照标准限期纠正不符
山西分公司通过建设经济型设备状态预知维修体系， 应用点检信息化技术，一是保证了设备状态点检信息的及
低速轴转速１ ５００ｒ／ｒａｉｎ 传递功率（正向，反向）６ ３００ｋＷ／
４ ５００ｋＷ
型号 电动／ 发电机 主要参数
会小于因烟机提压回收的功率；另外，
ＹＣＨ７１０—４ ＹＣＨ７ １０—４
同步转速１ ５００ｒ／ｒａｉｎ 额定功率６ ３００ｋＷ 满载功率因数８８．９％
同ห้องสมุดไป่ตู้转速１ ５００ｒ／ｒａｉｎ 额定功率６ ３００ｋＷ 满载功率因数８８．９％
这与以前耗电大于６００ｋＷ相比，取得了显著的节电效果。
五、结论 在大型催化裂化装置中，通过改造提高机组效率和安
全控制能力，通过试验找出机组的最佳机械性能区间，通
过精心维护与精细操作不断优化工艺参数，最终实现了以 单级大焓降烟机为首的三机组持续发电，取得了显著节电
改造计划。日常生产安排中，增加卸催化剂次数，控制再
１．为适应更大的烟气量并生产更大
ＧＨ５３０
型号 齿轮箱 主要参数 速比３．１０７
ＧＨ５３０
的焓降，烟机动叶与静叶更新；主风机
速比３．１０７ 低速轴转速１ ５００ｒ／ｍｉｎ 传递功率（正向／反向）６ ３００ｋＷ／
４５００ｋＷ
增加一级静叶和动叶能使再生器操作压
力和烟机人口压力提高，由于轴流机效 率较高，如设计得当，提压所耗的功率
动叶１１级．静叶ｌｌ级可调 风量３ ８９４Ｎｍ３／ｍｉｎ 主风机 主要设计 参数 ０．４０ＭＰａ（ａ） 轴功率１４ ２７５ｋＷ 多变效率设计值＿９０．２％．实际值 多变效率设计值９０．２％．实际值
８７．７９％ ８８．９％
动叶１２级．静叶ｌｌ级可调＋１级不 可调 人Ｅｌ／出口压力０．０９８ＭＰａ， 风量４ ０５０ Ｎｍ３／ｍｉｎ 入Ｅｌ／出口压力０．０９８ ＭＰａ， ０．４３ＭＰａ（ａ） 轴功率１５ ８２６ｋＷ
炼油化工厂催化裂化装置（ＦＣｃ）烟气透平机（简称烟 机），因其大量回收高温烟气的压力能与热能，得到了广泛 应用。随着ＦＣＣ的大型化，烟机技术参数不断提高，轴功率 不断提升。为提高效率，大焓降烟机需要做成两级或多级。 烟机常与主风机配置在一起，功率偏差部分用电动／发电双 向电机来平衡，这样的配置称三机组。也有部分装置在其
系统准确诊断出大小设备故障隐患近１００起，有效降低了设
备故障的发生次数。在未增加设备系统人员的情况下，实 现了８０万ｔ项目投运，产量逐年增加。
管理层次，加速了企业组织扁平化进程。
通过创新设备管理模式，使设备维修成本逐年降低，
实现了设备维修资源效益最大化。 ２．实现了设备维修方式的转变，提高了设备管理效率
三机组的工作过程如下：主风机将空气升压（附带少 量升温）提供给再生器烧焦后转化为高温烟气。高温烟气 经三旋除去绝大部分粉尘后驱动烟机做功，即烟机将烟气 的压力能与高温热能回收并通过联轴器传递给主风机。当
烟机回收的功率小于主风机功率时，双向电机以电动工作
方式补充部分功率；反之则以发电机工作方式吸收多余功 率向电网输出电力（烟机发电）。双向电机的转速与烟机、 风机不同步，通过齿轮箱来调速。 改造前烟机难以发电的主要原因：机组实际效率较设 计值偏低；机组机械性能不是很稳定；机组的安全控制不 可靠；工艺参数受各种因素制约达不到设计值。 三、三机组改造
装置运行时间的比值）大于９５％，烟机运行时可回收超过
表１镇海炼化ＦＣＣⅡ三机组参数
改造前 型号
ＴＰｌｌ—１６０
改造后
ＴＰｌｌ一１６０
２００７年３月镇海炼化ＦＣＣ ＩＩ采用石油 化工科学研究院的ＭＩＰ—ＣＧＰ工艺进行改 造。新工艺的生焦率由５．５％提高至
单级叶轮直径ｌ ０５５ｍｍ 动叶６３片 烟气通量３ ８９４Ｎｍ３／ｍｉｎ 烟机 主要设计 参数 人口／出口压力０．３１ ＭＰａ， ０．１０８ＭＰａ（ａ） 轴功率１６ ３８９ ｋＷ 转速４ ６６０ｒ／ｍｉｎ 绝热效率设计值８１．８％．实际值
使干部员工树立了设备管理新理念，逐步掌握了相应的理 论与方法。 三、效果 １．改善了设备技术状况，降低了设备维修成本 通过建设经济型设备状态预知维修体系，改善了设备
３．设备管理运行机制发生了深刻的变化，对企业管理
和发展起到了积极的推动作用 山西分公司通过建设经济型设备状态预知维修体系，
状况，连续３年未发生一般及以上设备事故，确保了设备安
回收功率的影响尤其明显。本装置烟机在入口烟气流量、 温度、压力保持不变时，烟机出口压力每降低ｌｋＰａ，可多 回收功率１２０ｋＷ。烟机出口背压主要是由烟机出口水封罐压 降、余热锅炉入口水封罐压降和余热锅炉各取热段压降造