韓金玲，張巨偉

（遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001）

中國石油遼河石化分公司催化裂化裝置配有兩臺焚燒式CO余熱鍋爐，主要利用再生煙氣的余熱和部分助燃瓦斯，回收高溫催化劑再生煙氣的熱能和化學(xué)能，產(chǎn)生中壓蒸汽，提供催化裂化裝置汽輪機及生產(chǎn)工藝所需，同時外送熱水進裝置汽包。目前其中一臺已投運8年，整體運行情況良好，省煤器已接近設(shè)計壽命。

1 改造前存在的問題

1.1 省煤器腐蝕泄露

由于上水溫度過低，再生煙氣的酸露點溫度較高（一般為 130～150 ℃），導(dǎo)致省煤器管壁溫度低于酸露點溫度，省煤器換熱管壁面凝結(jié)一層“酸水”，使管子腐蝕穿孔而泄露［1］。

1.2 積灰嚴重排煙溫度高

由于再生煙氣夾帶著催化劑粉塵，這些微小的催化劑粉塵隨著煙氣流經(jīng)受熱面管子時，容易靜電吸附在受熱管子上，催化劑粉塵很容易搭橋，堵塞煙道，給吹灰?guī)砗艽罄щy，導(dǎo)致該余熱鍋爐在實際運行中，進入省煤器的煙氣溫度超過450 ℃，遠高于設(shè)計值（380 ℃）；省煤器煙氣進口溫度偏高導(dǎo)致有時省煤器里面給水沸騰，以致汽包調(diào)節(jié)閥（設(shè)置在高溫省煤器出口）工作不穩(wěn)定，影響汽包液位控制；余熱鍋爐受熱面積積灰嚴重后，受熱面吸熱量大大下降，導(dǎo)致余熱鍋爐排煙溫度偏高，目前鍋爐排煙溫度約220 ℃［2］

2 改造的目標

優(yōu)化省煤器給水流程，避免汽包上水調(diào)節(jié)閥處水沸騰；降低排煙溫度至185 ℃，提高CO焚燒余熱鍋爐效率；確保余熱鍋爐安全高效運行，同事節(jié)約投資成本，降低運行成本。

3 改造方案

3.1 省煤器的改造

拆除原三組省煤器，在原空間布置四組新設(shè)計的省煤器

3.2 曾加換熱管

為了提高尾部受熱面流通截面，降低煙氣流動阻力，將原迎風(fēng)面換熱管由目前20根增加至21根，迎風(fēng)面管間距由100 mm降至98 mm，相應(yīng)增加尾部受熱面換熱面積

3.3 優(yōu)化省煤器上水流程

新設(shè)計的四組省煤器分別為高溫省煤器（一組），中溫省煤器（一組）和低溫省煤氣（二組）。CO焚燒余熱鍋爐汽包給水調(diào)節(jié)閥由原高溫省煤器出口移至新增高溫省煤器進口；水熱媒空預(yù)熱器加熱助燃空氣的熱水由原低溫省煤器出口高溫水改為中溫省煤器出口高溫水。

3.4 吹灰器利舊

原布置在CO焚燒余熱鍋爐三組省煤器的聲波吹灰器移位利舊，新增一組省煤器需增設(shè)聲波吹灰器［3］。

3.5 鋼架結(jié)構(gòu)加固

對原鋼架進行適當(dāng)加固，保證強度。更換高溫省煤器煙氣入口處已失效變形的不銹鋼膨脹波，使設(shè)備安全運行［4］。

4 改造后省煤器受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計說明

為了安裝方便，保證設(shè)備質(zhì)量，改造后省煤器仍采用模塊化箱體結(jié)構(gòu)。受熱面換熱管束與集箱的焊接、拍片及水壓試驗均在制造廠組裝完成，運至安裝現(xiàn)場吊裝就位（支撐在余熱鍋爐尾部鋼結(jié)構(gòu)上）后，只需用煙道將其連接。其中高溫省煤器一個模塊，中溫省煤器一個模塊，低溫省煤器二個模塊，均采用外保溫，熱壁結(jié)構(gòu)［5］。

由于進省煤器煙氣溫度最大可達480 ℃，高溫省煤器箱體材質(zhì)由20（Q245R）升至12CrlMoV，翅片管基管為Φ42×4，材質(zhì)為20G/GB5310，翅片材質(zhì)為ST12。

中溫省煤器箱體材質(zhì)為Q245R，翅片管基管為Φ42×4，材質(zhì)為20G/GB5310，翅片材質(zhì)為ST12。

低溫省煤器箱體采用Q235-B制作，翅片管基管為Φ42×4，材質(zhì)為20G/GB5310，翅片材質(zhì)為ST12。

5 改造后省煤器性能計算

改造后CO余熱鍋爐省煤器熱力計算［6］匯總見表 1，水熱煤空氣換熱器及給水預(yù)熱器性能參數(shù)見表2。

表1 改造后的CO鍋爐省煤器性能參數(shù)Table 1 CO boiler economizer’s performance parameters after transformation

表2 改造后水熱媒空氣換熱器（利舊）、給水預(yù)熱器（利舊）性能參數(shù)Table 2 Performance parameters of heat exchanger (using old device) and feedwater preheater (using old device) aftertransformation

6 技術(shù)特點及經(jīng)濟效益分析

(1)正文本次改造在原CO焚燒余熱鍋爐基礎(chǔ)上進行拆除和安裝，改造后操作更加簡單可靠，鍋爐操作彈性更大；

(2)本次改造原CO焚燒余熱鍋爐框架不動，局部進行加強；

(3)本次改造原給水預(yù)熱器和水熱煤空氣換熱器均可利舊，充分利用原有設(shè)備；

(4)本次改造后，當(dāng)省煤器進口煙氣溫度高達500 ℃，CO焚燒余熱鍋爐仍可安全正常工作［7］；

(5)本次改造后，CO焚燒余熱鍋排煙溫度可由改造前220 ℃降至185 ℃，提高CO焚燒余熱鍋爐效率2%左右，降低了余熱鍋爐和整個催化裝置能耗；

(6) 本次改造后，CO焚燒余熱鍋多回收熱量1 683 kW，折合多產(chǎn)中壓蒸汽2.1 t/h，以每噸蒸汽價格180元，每年運行8 000 h計算，折合每年新增經(jīng)濟效益302.4萬元

［1］高永地，梁德?。赜痛呋鸦酂徨仩t節(jié)能技術(shù)改造[J].石油煉制與化工，2011，42（5）：89-91.

［2］溫傳忠，翟 偉，杜明．焚燒式CO余熱鍋爐技術(shù)改造[J].石化化工設(shè)備技術(shù)，2003，24(3)：15-17．

［3］劉輝章．中頻聲波吹灰器的工業(yè)應(yīng)用[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2007，（煉油生產(chǎn)技術(shù)增刊）：23-26．

［4］張忠凱，林英，敖建軍.余熱鍋爐的綜合節(jié)能技術(shù)改造[J].石油和化工節(jié)能，2008，（2）：24-27.

［5］曹漢昌,等．催化裂化工藝計算與技術(shù)分析[M].石油工藝出版社，2000:150-152．

［6］李新生．談如何改造鍋爐節(jié)能設(shè)計的分析[J].科技促進發(fā)展，2009(6)．

［7］宋責(zé)良．鍋爐設(shè)計手冊[M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2005:28-31．