袁 午*

（華東管道設(shè)計(jì)研究院有限公司）

0 引言

某煉油廠新建50萬t/a芳烴聯(lián)合項(xiàng)目采用法國(guó)Axens公司的專利技術(shù)和工藝包，由二甲苯分餾和吸附分離單元、異構(gòu)化單元、歧化和烷基轉(zhuǎn)移單元、抽余油單元以及配套的系統(tǒng)單元組成。由中國(guó)石化工程建設(shè)公司總承包，負(fù)責(zé)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、開車。該裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為49.6×104t /a（以PX產(chǎn)量計(jì)），操作彈性為60%～110%，年開工時(shí)間為7 920 h。

裝置以重整油分餾塔底和甲苯塔底的C8+芳烴和甲苯為原料，生產(chǎn)產(chǎn)品為對(duì)二甲苯，副產(chǎn)品為重芳烴、輕抽余油、重抽余油、C6+芳烴、C6～C7餾分油和燃料氣。

1 加熱爐概況及烘爐目的

1.1 異構(gòu)化反應(yīng)加熱爐的概況

異構(gòu)化反應(yīng)加熱爐H651采用輻射-對(duì)流型立管立式圓筒爐，其中輻射段的加熱介質(zhì)為HC+H2，操作負(fù)荷為8.23 MW，設(shè)計(jì)負(fù)荷為11.76 MW。對(duì)流段加熱介質(zhì)為HC,操作負(fù)荷為3.03 MW。

輻射段選用的爐管規(guī)格為 219.1 mm ×8.18 mm×12 850 mm，材質(zhì)為ASTM A335 P22，共6管程，介質(zhì)從輻射段進(jìn)入，再從輻射段輸出。對(duì)流段選用爐管及翅片管規(guī)格為 141.3 mm ×6.55 mm ×4 900 mm，材質(zhì)為ASTM A106 Gr B，共4管程，介質(zhì)從對(duì)流頂進(jìn)入，從對(duì)流底流出。

加熱爐采用模塊化供貨，主要包括爐底、爐頂、輻射側(cè)壁、輻射爐管、輻射煙道、對(duì)流段、對(duì)流煙道等模塊。

1.2 烘爐目的

加熱爐烘爐的主要目的包括以下幾個(gè)方面：通過烘爐干燥脫除爐體內(nèi)耐火磚和澆注襯里的游離水和結(jié)晶水，使耐火磚和襯里得到充分燒結(jié)，以免在開車升溫時(shí)水分大量汽化膨脹，引起耐火磚和爐墻襯里的爆裂損壞或剝落變形；考察爐子的設(shè)計(jì)合理性及施工質(zhì)量；考察加熱爐所屬設(shè)備、工藝管線、燃料系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)的使用性能；考察加熱爐操作效果和控制系統(tǒng)的可操作性；最后通過烘爐階段使操作人員熟悉和掌握加熱爐的操作，為加熱爐后期開車做準(zhǔn)備。

2 烘爐流程及曲線

2.1 烘爐流程

H651為反應(yīng)爐，反應(yīng)加熱爐烘爐與反應(yīng)系統(tǒng)干燥同時(shí)進(jìn)行，但以烘爐為主。

輻射段爐管用氮?dú)庾霰Ｗo(hù)， 壓縮機(jī)建立氮?dú)庋h(huán)流程，如圖1所示。對(duì)流段爐管入口接入臨時(shí)蒸汽保護(hù)，直接點(diǎn)瓦斯烘爐，烘爐蒸汽量為25 t/h。對(duì)流段蒸汽流程可見圖2。

圖1 反應(yīng)爐輻射段烘爐循環(huán)氮?dú)饬鞒?/p>

2.1.1 循環(huán)氮?dú)饬鞒?/p>

系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)饨?jīng)離心壓縮機(jī)升壓后循環(huán)回到異構(gòu)化反應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)入進(jìn)料板式換熱器取熱，后經(jīng)反應(yīng)加熱爐輻射段，進(jìn)入軸向反應(yīng)器，重新進(jìn)入板式換熱器，再經(jīng)空冷器冷凝冷卻后，進(jìn)入氣液分離罐，循環(huán)回到循環(huán)氫壓縮機(jī)入口。

2.1.2 蒸汽流程

低壓蒸汽從管網(wǎng)流經(jīng)對(duì)流段爐管注氣線UV閥，分四路進(jìn)入加熱爐對(duì)流段，然后通過消音器放空，具體流程詳見圖2。

圖2 反應(yīng)爐對(duì)流段蒸汽流程

2.2 烘爐曲線

實(shí)際烘爐曲線和理論烘爐曲線如圖3所示。

圖3 實(shí)際烘糧曲線和理論烘爐曲線的對(duì)比

從圖3可以看出，實(shí)際烘爐曲線和理論烘爐曲線存在一定差異，這是由于烘爐過程中發(fā)生意外，例如引風(fēng)機(jī)故障停機(jī)，儀表錯(cuò)接，瓦斯管網(wǎng)壓力波動(dòng)及壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)等問題。

3 烘爐過程遇到問題及處理

3.1 引風(fēng)機(jī)故障停機(jī)

2021年6月12日12點(diǎn)30分，引風(fēng)機(jī)發(fā)生故障后停機(jī)，事故現(xiàn)象為反應(yīng)爐4個(gè)長(zhǎng)明燈火嘴熄滅，1個(gè)主燃料氣火嘴熄滅，輻射室的爐頂壓力由-30 Pa瞬間變?yōu)檎龎?。事故原因?yàn)橐L(fēng)機(jī)入口HV閥連桿銷子脫落，入口閥突然全開，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)超負(fù)荷過載保護(hù)停機(jī)。處理措施為確認(rèn)打開煙道空氣預(yù)熱器旁路閥，維持反應(yīng)爐負(fù)壓操作，重新點(diǎn)主火嘴維持爐溫，現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系設(shè)備鉗工維修校驗(yàn)入口閥，14點(diǎn)時(shí)，中控將聯(lián)鎖條件旁路后，重新啟動(dòng)后恢復(fù)正常。

3.2 主燃料氣壓力遠(yuǎn)傳錯(cuò)接

2021年6月13日10點(diǎn)15分，中控投主燃料氣壓力低低聯(lián)鎖時(shí)，壓力低低信號(hào)由于現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)接另一遠(yuǎn)傳表，導(dǎo)致投用時(shí)導(dǎo)致爐子聯(lián)鎖停爐。爐膛溫度由320 ℃降至260 ℃，爐管溫度由298 ℃降至254 ℃。采取措施為將主燃料氣壓力低低聯(lián)鎖條件旁路后，重新點(diǎn)爐。15點(diǎn)時(shí)，爐膛溫度恢復(fù)至320 ℃。

3.3 燃料氣管網(wǎng)波動(dòng)

2021年6月13日 16點(diǎn)15分，重整裝置事故停工，造成燃料氣管網(wǎng)壓力波動(dòng)，壓力短時(shí)間內(nèi)由0.21 MPa降到0.15 MPa，爐前燃料氣壓力由0.14 MPa降至0.08 MPa，輻射室爐膛溫度由223 ℃降到218 ℃，16點(diǎn)50分時(shí)，燃料氣壓力恢復(fù)正常。

3.4 壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)

2021年6月14日23點(diǎn)56分，壓 縮 機(jī)K651本體軸瓦溫度高高聯(lián)鎖停機(jī)觸發(fā)反應(yīng)爐聯(lián)鎖停爐，壓縮機(jī)聯(lián)鎖溫度值為121 ℃，處理方法為燃料氣UV閥關(guān)閉，壓力控制閥關(guān)閉，現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉燃料氣主截流閥。由于當(dāng)時(shí)爐子處于降溫階段，爐膛溫度已降至200 ℃，所以不再重新點(diǎn)爐，手動(dòng)停鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)，關(guān)閉爐頂煙道擋板和爐底風(fēng)道HV閥，開始進(jìn)行悶爐。

4 烘爐后檢查及處理

烘爐結(jié)束后，項(xiàng)目部組織開工技術(shù)人員、設(shè)備廠家及施工單位人員對(duì)加熱爐烘爐效果進(jìn)行檢查確認(rèn)。經(jīng)檢查，爐管、回彎頭、支撐件、吊掛等完好無彎曲變形；輻射室底部耐火磚排列整齊，無鼓包缺陷；火盆磚無可見裂紋、變形及脫掉現(xiàn)象；輻射室爐墻襯里個(gè)別部位出現(xiàn)細(xì)小龜裂裂紋，這是由襯里施工的質(zhì)量問題及烘爐過程中受熱不均造成的，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)裂紋處理；煙道擋板動(dòng)作，各風(fēng)門操作件手柄靈活好用。

5 結(jié)語

（1）烘爐過程中，應(yīng)保持爐膛受熱均勻，防止局部過熱。選擇對(duì)稱點(diǎn)火，一般4～8 h切換一次火嘴，保持多火嘴、短火焰、齊火苗狀態(tài)，盡量降低襯里褶皺開裂的可能性，避免受熱不均或盲區(qū)。

（2）升溫曲線應(yīng)按照襯里供貨商提供的烘爐曲線執(zhí)行，控制爐子的升溫速度，恒溫時(shí)溫度波動(dòng)范圍是± 5 ℃。碳鋼管不得超過350 ℃，合金鋼爐管不得超過450 ℃，嚴(yán)防爐管超溫。

（3）烘爐結(jié)束后，反應(yīng)爐溫度降至200 ℃以下，關(guān)閉煙道擋板、爐底風(fēng)道擋板及一二次風(fēng)門進(jìn)行悶爐，注意防止降溫速度過快造成耐火材料產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂紋。

（4）判斷烘爐過程是否有效的方法是測(cè)量輻射段外壁的溫度，開始烘爐的時(shí)候輻射段外壁的溫度很低并逐步升溫，當(dāng)澆注料里的水分開始蒸發(fā)，輻射段外壁的溫度達(dá)到最高，隨著襯里的水分被逐步烘干，外壁的溫度開始下降并穩(wěn)定在一個(gè)合理的區(qū)間。

（5） 烘爐過程中由于工期緊、人員不足等原因出現(xiàn)部分溫度熱偶、爐膛負(fù)壓表、氣體分析儀未投用或未校驗(yàn)合格，導(dǎo)致中控監(jiān)控?zé)o力從而影響烘爐效果的，在此期間要及時(shí)處理，保證烘爐完成后各儀表投用并達(dá)到開工條件。

（6）應(yīng)加強(qiáng)施工過程中質(zhì)量控制措施，特別是耐火磚安裝質(zhì)量、襯里結(jié)構(gòu)完整緊密性、爐管安裝和焊縫檢測(cè)對(duì)保證加熱爐的安全使用起著至關(guān)重要的作用。在施工過程中需嚴(yán)格把控質(zhì)量監(jiān)理工作，保證加熱爐安全平穩(wěn)運(yùn)行。