一段转化炉转化管使用寿命分析

一段转化炉转化管使用寿命分析

作者：赵男王英雪

来源：《商情》2017年第41期

[摘要]经过2016年7月的检修后，一段转化炉H-1更换了14跟转化管，转化管的使用寿命也越来越短，面临的问题也较多。本文对一段转化炉转化管的使用寿命进行了分析并提出了相应的解决方法。

[关键词]一段炉；转化管；使用寿命

一、一段炉内部的主要构造

一段转化炉的对流段安装了6组盘管：锅炉给水预热盘管、原料气预热盘管、高压蒸汽盘管、工艺空气预热盘管、混合原料气预热盘管、过热蒸汽盘管：一段炉的辐射段悬挂了88根转化管，炉壁两侧安装有对称的上下两排烧嘴，每排52个，共计104个烧嘴。

辐射段南北宽3020（不包括炉壁），炉底转化管间隙宽480（陶纤填塞部位），东西炉长：24350（不包括炉壁厚）；炉底内部宽度3020-330×2=2360mm，长度：24350-

330×2=23690mm。

二、影响一段炉转化管寿命因素

一段炉在运行过程中有较高的控制要求，其温度控制主要有以下5个参数控制：

T1280A、TI 280B、T1280C、T1241、T1242、。其中T1241、TI 242为一段炉内部的拱顶温度，T1280A、B、C均为拱顶温度。在运行中，其中5个拱顶温度均要求不超过1000℃。如果长期发生超温的现象，转化管内催化剂易出现结焦现象，催化剂一旦进行结焦，就会出现局部过热造成转化管超温、烧红，严重时会损坏转化管，造成装置停车。

（一）在很长一段时间内，为了满足后续工段的生产，保证一段炉转化管内有较好的反应条件和后续工段的热负荷以及装置满负荷生产，一段转化炉自开工起就一直处于满负荷甚至超负荷运行状态。由于一段转化炉一直处于一种满负荷或者超负荷运行状态，燃烧工况不佳，燃烧背压过高，在燃烧控制不良时，火焰易发飘，舔转化管。

2011年3月的检修对废热锅炉E-8进行了芯子的更换。随着E-8的换热能力增强，E-8出口工艺气的温度随之下降，即高变入口温度降低。高变入口温度降低后，出口温度相应降低约40℃，高变出口的工艺气与混合原料气在E-10换热后，混合原料气温度同检修前下降了约20℃，使得进入转化管的工艺气温度T1106以及出口温度TC112出现同等幅度的下降，因此一段炉H-1出口温度很难提到675℃以上。T1112温度达不到要求，则一段炉出口的甲烷转化率很难达到生产要求。为了有较好的甲烷转化率，一段炉的生产温度就要相应的提高，班组为

保证生产指标不超标就会提高一段炉炉膛和拱顶温度，一班情况下班组都会控制炉膛和拱顶温度在指标上限，使得转化管长期处于高温煅烧状态。

（二）在2010年以前，一段炉使用的燃料气主要有天然气和废气，其中掺烧部分炼油来瓦斯。天然气和废气为清洁燃料，不含油，而炼油厂供给的瓦斯经常出现带油、杂质的情况，瓦斯的成分也有波动，这就造成了掺烧瓦斯期间火焰状况不稳定，出现飘火、舔管以及爆燃的现象。

（三）转化管采用的悬挂方式为上部用吊架悬挂，辅以配重；下部采用钢支撑卡住转化管变径处。每一次转化管更换或者转化管更换催化剂后都要重新进行配重的安装。每一次安装未经过紧密计算，转化管本身长度比较长，如果配重不足以吊起转化管，转化管的下部支撑就会较多的承受转化管的重量，这样就会造成转化管的弯曲。转化管的弯曲会引起局部受热不均，从而引起转化管内部催化剂的局部过热，缩短转化管的使用寿命。

（四）频繁的开停车也会对转化管的使用寿命造成影响。二合成装置从2011年到2012年，装置操作变动多，装置频繁开停工。每次开停车过程中，转化管从冷态到热态、从热态到冷态，管壁承受的热应力会大大缩短转化管的使用寿命。

三、提高一段炉转化管寿命

为使转化管有较高的使用寿命，应采取以下措施。

（一）优化生产运行

一个成熟的操作工拥有多年的操作经验，往往在操作时找到一个令装置平稳的稳态，这样，在监屏的时候就能比较轻松的进行操作。但是，根据装置生产状况来看，要想产生稳定的高压蒸汽，一段炉的热负荷就需要靠上限运行。一些操作人员在对一段炉的热负荷进行调整时，往往把热负荷加的过高，由此来产生高压蒸汽。这样做虽然暂时的维持了一个稳态，但是一段炉需要在超负荷下运转，热负荷的提升造成拱顶局部出现超温现象。从根本上加强操作人员的操作技能与思想意识，平时操作过程中严禁出现超温现象，工艺管理人员要加强班组操作条件的管理，优化调整界面条件。

（二）使用清洁燃料、科学调火

2010年以后二合成车间使用的主要燃料气为天然气和装置生产运行中产生的废气，燃烧情况良好。同时2012检修过程中更换了破损的火嘴，良好的燃烧状况能保证一段转化炉的平稳运行。班组操作人员在进行调火的过程中不应作大幅度调整，要勤调、微调、超前调节。

（三）合理调节配重、制定标准

每次转化管配重回装的过程中，技术管理人员要严格按照装填的催化剂质量来进行配重的加装，避免出现下部支撑受力的情况，从而减小转化管的弯曲程度。

（四）优化开工

装置每次开停工，根据情况不同升温曲线也不相同，开停车过程要严格按照升温曲线进行烘炉，避免大幅升温的情况出现。另外除联锁停车外，也要避免紧急停车过程中急剧降温的情况出现。

四、结论

（一）一段炉运行期间，操作人员应该秉着认真负责的心态对一段炉的热负荷进行调整，避免超温现象的出现。

（二）现场操作人员应及时观火、调火，避免出现飘火、舔管、燃烧不好以及尾燃的现象出现。

（三）车间技术管理人员合理检修，严格按照设计操作规程进行配重的安装，避免出现转化管的弯曲。

对员工进行技术培训，使员工清晰的认识到一段炉的重要作用，从而精益求精的操作。

（四）开停工过程严格按照升温曲线进行操作。