PTA裝置熱油爐煙氣余熱回收系統(tǒng)節(jié)能改造.pdf

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1、662化工機(jī)械2013經(jīng)PTA裝置熱油爐煙氣余熱回收系統(tǒng)節(jié)能改造楊超+(中國(guó)石化股份有限公司天津分公司)摘要針對(duì)P'I'A裝置熱油爐空氣預(yù)熱器的熱管傳熱效果差、熱管腐蝕和冷熱端熱管密封泄漏而導(dǎo)致的爐子熱效率降低的問題，在大修期間對(duì)該余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行了一次全面的節(jié)能改造，通過改造前后測(cè)試數(shù)據(jù)的對(duì)比，熱油爐的熱效率提高3％以上，每年節(jié)油達(dá)530t，收到很好的節(jié)能效果。關(guān)鍵詞熱油爐余熱回收系統(tǒng)節(jié)能改造熱效率中圖分類號(hào)TQ051．6+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)0254-6094(2013)05-0662-03天津石化精對(duì)苯二

2、甲酸裝置(PTA)是引進(jìn)日本三井油化(MPC)的專利技術(shù)，2000年5月正式投產(chǎn)運(yùn)行，經(jīng)過兩次擴(kuò)能改造，現(xiàn)生產(chǎn)能力達(dá)到34．4萬(wàn)t／a。熱油爐為PTA裝置的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。從近三年運(yùn)行的情況看，熱油爐的煙氣余熱回收系統(tǒng)(PE-605)，由于前期使用的燃料油中所含灰分較高，翅片管堵塞腐蝕嚴(yán)重(尤其是低溫段搪瓷熱管熱端翅片腐蝕脫落嚴(yán)重，部分基管腐蝕斷裂、穿孔，換熱效果大幅度降低)，致使熱油爐的排煙溫度從原有設(shè)計(jì)值1420C上升到185℃；另一方面，熱管安裝時(shí)中間管板密封不嚴(yán)引起漏風(fēng)，

3、排煙氧含量較高(進(jìn)出121煙氣氧含量相差3．4％)導(dǎo)致熱油爐的熱效率大大降低。針對(duì)以上問題，筆者于2012年9月大修期間，對(duì)熱油爐的煙氣余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行了一次全面的節(jié)能改造。1煙氣余熱回收系統(tǒng)改造前的情況改造前熱油爐的煙氣余熱回收系統(tǒng)由單一的熱管空氣預(yù)熱器(其中：有機(jī)熱管330支、鋼一水熱管726支，熱端搪瓷熱管330支)和煙氣旁通組成。由于前期使用的燃料油灰份和硫含量較高，吹掃用的蒸汽不是過熱蒸汽而是飽和蒸汽，在吹灰時(shí)煙氣中的硫化物、氮氧化物緊緊地粘附在翅}楊超，男，1978年10月生，工程師。天津市，3002

4、71。片管表面，引起翅片管的堵塞和腐蝕；尤其在低溫搪瓷熱管段，因熱管在搪瓷過程中難免產(chǎn)生針孔，在低溫露點(diǎn)腐蝕環(huán)境下，引起翅片的脫落和熱管的穿孔甚至斷裂(圖1)。圖1熱管翅片脫落和熱管腐蝕斷裂情況2煙氣余熱回收系統(tǒng)改造情況2．1解決排煙溫度過高的措施2．1．1空氣預(yù)熱器頂部增加擾流子改造過程中，除對(duì)1386支熱管進(jìn)行修復(fù)更新外，另在熱管空氣預(yù)熱器的頂部新增一臺(tái)擾流子空氣預(yù)熱器，改造后的余熱回收系統(tǒng)由熱管空氣預(yù)熱器、擾流子空氣預(yù)熱器和煙道旁通組成。如圖2所示(虛線方框內(nèi)為新增的擾流子空氣預(yù)熱器)。第40卷第5期化工機(jī)

5、械663圖2改造后余熱回收系統(tǒng)示意圖2．1．2改造后余熱回收系統(tǒng)工藝流程對(duì)流室出口349℃的煙氣首先進(jìn)入擾流子空氣預(yù)熱器與熱空氣換熱，溫度降低后進(jìn)入熱管空氣預(yù)熱器與冷空氣進(jìn)行換熱，溫度降至100％左右后由引風(fēng)機(jī)送人煙囪；20℃左右的冷空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入熱管空氣預(yù)熱器與煙氣換熱，溫度升高后進(jìn)入擾流子空氣預(yù)熱器與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱，溫度上升到289℃后進(jìn)入PE-605熱油爐頂部燃燒器燃燒。此次設(shè)計(jì)煙氣人口高溫部位采用擾流子預(yù)熱器，與使用有機(jī)熱管相比，可以有效防止有機(jī)工質(zhì)的高溫分解引起的熱管失效。2．2熱管檢查及修復(fù)情況熱

6、管檢查項(xiàng)目包括：a．外觀檢查。熱管結(jié)垢、腐蝕比較嚴(yán)重，有部分熱管翅片存在不同程度的腐蝕脫落，另外330支搪瓷熱管熱端腐蝕穿孔及斷裂。b．真空度檢查。當(dāng)熱管內(nèi)保持一定真空度時(shí)，將熱管上下竄動(dòng)，或?qū)峁軣岫顺滦敝?0min左右后敲擊熱管底部，如管內(nèi)發(fā)出類似金屬撞擊的清脆聲，則為真空度合格。經(jīng)檢查，除330支有機(jī)熱管無(wú)法通過此方法進(jìn)行檢驗(yàn)外，其余1056支熱管均不合格。C．傳熱性能檢查。對(duì)330支有機(jī)熱管和1056支真空度檢查不合格的熱管需采用加熱法進(jìn)行傳熱性能檢查，有機(jī)熱管采用高溫爐350℃，鋼水熱管采用中溫爐水溫

7、為80％，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為Q／TBTD001-2011。經(jīng)檢驗(yàn)熱管均不合格。d．切割檢查。熱管失效主要是因?yàn)殇撍磻?yīng)產(chǎn)生不凝氣體即H：造成的，當(dāng)管內(nèi)H：積聚到一定程度時(shí)，熱管切割時(shí)就會(huì)發(fā)生閃爆或燃燒。經(jīng)切割檢查，大多數(shù)熱管切割時(shí)均有燃燒情況發(fā)生，如圖3所示。圖3熱管切割時(shí)不凝氣燃燒情況熱管修復(fù)和新熱管的生產(chǎn)工藝基本一致，按以下工藝流程進(jìn)行：熱管外表面清洗一冷、熱端堵頭的切割、打磨一熱管內(nèi)表面水洗、酸洗，再水洗、堿洗_+鈍化一冷、熱端堵頭的焊接_+抽真空_+加注換熱工質(zhì)一抽真空嘴的密封_+檢驗(yàn)。對(duì)于本次修復(fù)的1386支熱

8、管全部進(jìn)行了真空度的檢查，合格率為100％；隨機(jī)對(duì)5％的熱管進(jìn)行了啟動(dòng)和等溫性能檢驗(yàn)，抽檢時(shí)取3次測(cè)量結(jié)果的平均值，經(jīng)檢驗(yàn)100％合格。2．3預(yù)熱器漏風(fēng)的解決措施針對(duì)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問題，從以下3個(gè)方面664化工機(jī)械2013年對(duì)預(yù)熱器進(jìn)行了治理：a．更換預(yù)熱器兩側(cè)門框的密封棉，緊固好門框螺栓；b．熱管中間密封環(huán)的石棉繩更換為石墨盤根，并在新增的330支有機(jī)熱管密封環(huán)的中間處