制氢装置三查四定问题探究及对策.doc

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1、制氢装置三查四定问题探究及对策摘要：文章阐述了中石油云南石化有限公司制氢联合装置在三查四定工作中出现的一些问题，如：中压蒸汽暖管线的安全隐患、锅炉给水的回流方向、转化炉对流段的测温位置、转化炉炉管入口的保温情况等，并根据基础设计公司Technip和详细设计公司HQC的共同建议，对制氢装置中存在的可能影响开工进程的问题进行了分析讨论，根据各方的讨论结果制定了一系列解决对策，消除了开工隐患，为装置一次性试车成功奠定了基础。关键词：制氢装置；三查四定；开工；隐患1概述制氢联合装置为中石油云南石化有限公司1300万吨/年炼油项目新建装置，核心造气部分采用Technip

2、的燃类水蒸气转化技术，氢气提纯采用四川天一科技的变压吸附技术，由中国寰球工程公司（HQC）做详细设计,指导建设了12万Nm3/h和5万Nm3/h两套制氢装置。本装置采用炷类水蒸气转化法制氢，以天然气、液化气及PSA解吸气作为原料，经加氢脱硫反应、预转化反应、转化反应、高变反应制得粗氢，再经冷却脱水后进入变压吸附装置（PSA）进行提纯，所得氢气纯度高于99.9%,一氧化碳和二氧化碳含量不大于20ml/m3o2三查四定中出现的问题本装置采用双套自产蒸汽系统，工艺蒸汽系统所产蒸汽全部用作蒸汽转化用汽，不足部分由清洁蒸汽系统所产蒸汽补充，清洁蒸汽过剩部分外输至蒸汽管网

3、。在配汽过程中，需先开放空线泄放蒸汽以起到暖管作用，防止蒸汽管线发生水击。两段配汽阀前分别设置有DN80和DN50的放空管线，放空口弯曲，布置于装置框架外侧。由于本装置所产中压蒸汽为3.8MPa、420°C的高温蒸汽，在进行泄放时，蒸汽不能得到及时冷凝，从而会携带部分高温凝液从放空口排出，容易对操作员造成人身伤害。2.2锅炉给水的回流方向自装置外来的除盐水预热至90°C左右进入除氧器除氧，再经锅炉给水泵送至锅炉给水预热器E-3104,进而送至清洁蒸汽汽包D-7501,再循环至转化蒸汽发生器E-3001,产生饱和蒸汽。在Technip的基础设计中，要求锅炉水能够

4、从D-7501自流至E-3104,确保故障情况下，E-3104不会发生干烧。本装置的清洁蒸汽发汽系统（包括D-7501和E-3001）采用Pirsig公司的自支撑一体式设计，汽包D-7501卧于废锅E-3001顶部，下降管长度约为2m,整套发汽系统位于地面，高度为血左右；而E-3104位于20in左右的平台上，这就意味着锅炉水不能从D-7501自流至E-3104o当汽包液位偏高时，锅炉给水减少，E-3104容易出现超温现象；同时，E-3104内的水（两相流）会持续不断流向D-7501,造成D-7501液位高高，导致锅炉给水中断，E-3104的超温情况会进一步恶

5、化。转化炉是整个制氢装置的核心装置，其出口温度在895°C左右，转化炉出口温度的监测能有效保证转化系统的转化率，同时预防超温事故。本装置转化炉出口温度探测器20TT-0003/0004/0005,沿烟气走向安装于横跨段侧面中心线，在实际生产中，取三个探测器的平均值作为转化炉出口温度控制，而探测器的安装位置不能准确反映转化炉出口温度，不利于转化炉出口温度的控制。2.4转化炉炉管入口处保温本装置5万Nm3/h制氢装置转化炉由北京华福工程有限公司(HFEC)设计建造，考虑到转化炉的入口温度较高(650°C),HFEC在转化炉炉管入口处做了保温设计。检查过程中发现，炉

6、管周围的盖板可能会影响炉管的热膨胀，炉管的保温材质(包括石棉膨胀环、保温套筒内的陶瓷纤维以及保温表层的铝皮材料)不一定适用高温情况，过度安装保温可能导致炉顶盖板处散热不利，最终导致温度超高。3问题讨论及对策3.1设置冷凝立管本装置共有蒸汽暖管线四根，管线的放空位置不够优化，容易造成人身伤害，可考虑将所有暖管线收集至同一立管，采用生产水或循环水对蒸汽凝液进行冷却，将冷却后的凝液安全地排放至含油污水系统，能最大程度地减少安全隐患。3.2增设缓冲装置三查四定开展之际，制氢装置的建设已经完成90%以上，设备安装已经完成，即E-3104和D-7501的位置己经不能改变。

7、为了避免E-3104出现超温情况，可考虑在E-3104至D-7501的管线内增设缓冲器，确保E-3104内的锅炉水不会持续流向D-7501o3.3改变转化炉出口测温位置将转化炉出口温度探测器20TT-0003/0004/0005移至横跨段顶部，间隔均匀地垂直插入横跨段，具体位置如图1所示，热电偶的插入长度达到横跨段的水平中心线。3.4炉管保温情况分析5万Nm3/h制氢装置转化炉炉管入口处的保温设计由HFEC和MorganThermalCeramics共同设计，炉管的保温套筒材料为BTUTL0CK,该材料是一种微型渗透性的材料，主要应用于高温工业。采用这种材料，

8、铝制保温外皮的温度将低于70°C（环境