PTA装置热油炉烟气余热回收系统节能改造.pdf

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1、662化工机械2013经PTA装置热油炉烟气余热回收系统节能改造杨超+(中国石化股份有限公司天津分公司)摘要针对P'I'A装置热油炉空气预热器的热管传热效果差、热管腐蚀和冷热端热管密封泄漏而导致的炉子热效率降低的问题，在大修期间对该余热回收系统进行了一次全面的节能改造，通过改造前后测试数据的对比，热油炉的热效率提高3％以上，每年节油达530t，收到很好的节能效果。关键词热油炉余热回收系统节能改造热效率中图分类号TQ051．6+2文献标识码B文章编号0254-6094(2013)05-0662-03天津石化精对苯二

2、甲酸装置(PTA)是引进日本三井油化(MPC)的专利技术，2000年5月正式投产运行，经过两次扩能改造，现生产能力达到34．4万t／a。热油炉为PTA装置的关键设备，其运行状况直接关系到装置的安全平稳运行。从近三年运行的情况看，热油炉的烟气余热回收系统(PE-605)，由于前期使用的燃料油中所含灰分较高，翅片管堵塞腐蚀严重(尤其是低温段搪瓷热管热端翅片腐蚀脱落严重，部分基管腐蚀断裂、穿孔，换热效果大幅度降低)，致使热油炉的排烟温度从原有设计值1420C上升到185℃；另一方面，热管安装时中间管板密封不严引起漏风，

3、排烟氧含量较高(进出121烟气氧含量相差3．4％)导致热油炉的热效率大大降低。针对以上问题，笔者于2012年9月大修期间，对热油炉的烟气余热回收系统进行了一次全面的节能改造。1烟气余热回收系统改造前的情况改造前热油炉的烟气余热回收系统由单一的热管空气预热器(其中：有机热管330支、钢一水热管726支，热端搪瓷热管330支)和烟气旁通组成。由于前期使用的燃料油灰份和硫含量较高，吹扫用的蒸汽不是过热蒸汽而是饱和蒸汽，在吹灰时烟气中的硫化物、氮氧化物紧紧地粘附在翅}杨超，男，1978年10月生，工程师。天津市，3002

4、71。片管表面，引起翅片管的堵塞和腐蚀；尤其在低温搪瓷热管段，因热管在搪瓷过程中难免产生针孔，在低温露点腐蚀环境下，引起翅片的脱落和热管的穿孔甚至断裂(图1)。图1热管翅片脱落和热管腐蚀断裂情况2烟气余热回收系统改造情况2．1解决排烟温度过高的措施2．1．1空气预热器顶部增加扰流子改造过程中，除对1386支热管进行修复更新外，另在热管空气预热器的顶部新增一台扰流子空气预热器，改造后的余热回收系统由热管空气预热器、扰流子空气预热器和烟道旁通组成。如图2所示(虚线方框内为新增的扰流子空气预热器)。第40卷第5期化工机

5、械663图2改造后余热回收系统示意图2．1．2改造后余热回收系统工艺流程对流室出口349℃的烟气首先进入扰流子空气预热器与热空气换热，温度降低后进入热管空气预热器与冷空气进行换热，温度降至100％左右后由引风机送人烟囱；20℃左右的冷空气由鼓风机送入热管空气预热器与烟气换热，温度升高后进入扰流子空气预热器与高温烟气进行换热，温度上升到289℃后进入PE-605热油炉顶部燃烧器燃烧。此次设计烟气人口高温部位采用扰流子预热器，与使用有机热管相比，可以有效防止有机工质的高温分解引起的热管失效。2．2热管检查及修复情况热

6、管检查项目包括：a．外观检查。热管结垢、腐蚀比较严重，有部分热管翅片存在不同程度的腐蚀脱落，另外330支搪瓷热管热端腐蚀穿孔及断裂。b．真空度检查。当热管内保持一定真空度时，将热管上下窜动，或将热管热端朝下斜置10min左右后敲击热管底部，如管内发出类似金属撞击的清脆声，则为真空度合格。经检查，除330支有机热管无法通过此方法进行检验外，其余1056支热管均不合格。C．传热性能检查。对330支有机热管和1056支真空度检查不合格的热管需采用加热法进行传热性能检查，有机热管采用高温炉350℃，钢水热管采用中温炉水温

7、为80％，测试标准为Q／TBTD001-2011。经检验热管均不合格。d．切割检查。热管失效主要是因为钢水反应产生不凝气体即H：造成的，当管内H：积聚到一定程度时，热管切割时就会发生闪爆或燃烧。经切割检查，大多数热管切割时均有燃烧情况发生，如图3所示。图3热管切割时不凝气燃烧情况热管修复和新热管的生产工艺基本一致，按以下工艺流程进行：热管外表面清洗一冷、热端堵头的切割、打磨一热管内表面水洗、酸洗，再水洗、碱洗_+钝化一冷、热端堵头的焊接_+抽真空_+加注换热工质一抽真空嘴的密封_+检验。对于本次修复的1386支热

8、管全部进行了真空度的检查，合格率为100％；随机对5％的热管进行了启动和等温性能检验，抽检时取3次测量结果的平均值，经检验100％合格。2．3预热器漏风的解决措施针对空气预热器漏风问题，从以下3个方面664化工机械2013年对预热器进行了治理：a．更换预热器两侧门框的密封棉，紧固好门框螺栓；b．热管中间密封环的石棉绳更换为石墨盘根，并在新增的330支有机热管密封环的中间处