發表時間： 2023-02-05 14:33:51
作者： 石油化工設備維護與檢修網
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關鍵詞 | 乙烯裝置 超高壓損失 降低措施
導讀：中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化分公司2號乙烯裝置原設計有5臺裂解爐，2002年8月裝置擴能改造增加了2臺裂解爐。由1~7號裂解爐產生的超高壓蒸汽（SS）經對流段過熱后并入超高壓蒸汽總管。
裝置自產超高壓蒸汽主要用于驅動裂解氣壓縮機透平（DST-201）。另外，從2號爐東側SS總線引出152.4mm（6in）SS管道為分離裝置乙炔加氫反應器（R-401）、碳三加氫反應器（R-402）提供燒焦蒸汽，并給活化氣加熱器（E-421）供熱。從7號爐北側SS端頭引出76.2mm（3in）SS管道去汽油加氫一反、二反提供燒焦蒸汽（已盲板隔離），并給加氫二反進料加熱器［E-711A/B（熱備）］供熱。
超高壓蒸汽設計壓力11.67MPa、溫度515℃，通過裂解氣壓縮機透平調速器入口高壓調節閥控制超高壓蒸汽壓力。超高壓蒸汽管網設有1個減溫減壓器（ME-101）減至高壓蒸汽管網用于蒸汽平衡，1個緊急放空閥（PV 54054）用于超壓放空，沿途設有16個超高壓蒸汽疏水器，凝液并入中壓凝液管網。
超高壓蒸汽系統運行現狀
1.裂解爐汽包進水量大，高位能蒸汽系統損耗大
1~7號裂解爐汽包鍋爐給水用量約140t/h（其中外補脫鹽水約96t/h，裂解氣壓縮機和丙烯制冷壓縮機透平蒸汽冷凝液約44t/h）。裂解爐汽包鍋爐給水進水量見下表（工況為：1號、3號、5號裂解爐裂解輕烴；4號、7號裂解爐裂解石腦油，6號裂解爐裂解碳五；5號爐800℃恒溫時各爐汽包進水量）。
若按汽包設計排污率3%計算，排污約4.2t/h，理論上可以產生135.8t/h超高壓蒸汽。而驅動裂解氣壓縮機SS量不到100t/h，其余約34t/h汽包鍋爐給水損耗在發汽排污系統、蒸汽輸送分配過程和其他用戶熱備過程中。
2.裂解氣壓縮機運行狀況
隨著裂解爐加工原料輕質化（3臺輕烴，2臺碳五，1臺石腦油），裂解氣組分偏輕，導致裂解氣壓縮機一段吸入罐壓力靠上限50kPa操作。同時由于DST-201驅動蒸汽不足，透平低壓閥全開，轉速下降，制約了裝置負荷和乙烯產量。
3.裂解爐運行狀況
為提高SS發汽量，通過增加裂解爐進料稀釋蒸汽配比，使中壓蒸汽耗量增加，同時開大裂解爐風門（裂解爐氧含量超過4%操作）來提高對流段熱量，從而更多產生超高壓蒸汽，但增加了燃料氣用量。
原因分析
為解決裂解氣壓縮機驅動透平蒸汽不足問題，從超高壓蒸汽發汽系統、超高壓蒸汽輸送分配系統和超高壓蒸汽用戶3個方面進行排查，查找影響裂解氣壓縮機驅動蒸汽不足的原因。
1.超高壓蒸汽發汽系統多臺閥門內漏
裂解爐急冷換熱器與汽包排放至間排罐（V-125），現場放空蒸汽量大，7臺裂解爐14個取樣點現場排放量大。通過現場測溫排查，發現超高壓發汽系統急冷器排放閥和汽包間排閥、現場取樣器根部閥門關閉后，仍有大量內漏。通過測溫，將內漏大的閥門列入2019大修更換計劃。
2.超高壓蒸汽輸送分配系統
通過對超高壓蒸汽系統測溫，發現6號爐汽包表面溫度達到85℃，部分超高壓蒸汽管道表面測溫在55℃以上，在超高壓蒸汽輸送管道膨脹節和分支處，管道表面測溫在90℃以上，局部保溫破損處表面溫度150℃以上，熱能損耗大。對蒸汽輸送管道16個疏水器測溫，疏水器閥前溫度313℃，閥后溫度160℃，其中有2臺疏水器閥后溫度220℃，可判斷這2臺疏水器存在竄汽，造成熱能損耗。超高壓蒸汽減溫減壓器出口溫度424℃，而高壓蒸汽溫度最高360℃，判斷該減溫減壓器閥門內漏。超高壓蒸汽放空閥現場冒汽大，說明閥門內漏。裂解爐汽包部分安全閥密封不嚴存在漏氣現象。
3.加氫裝置超高壓蒸汽用戶
因汽油加氫裝置已停用，由裂解7號爐東側SS總線端頭引至加氫裝置的76.2mm（3in）超高壓蒸汽線，沿途4個SS輸水器進行疏凝，然后去E-711A/B（長期處于備用狀態），因蒸汽冷凝，造成高品位的超高壓蒸汽損失。
優化措施
1.更換部分內漏的高壓閥門
2019年大檢修，對7臺裂解爐汽包間排閥增加前手閥，更換了7臺裂解爐急冷鍋爐的排放快開閥、14臺取樣器排放閥、3臺內漏量大的間排手閥，共計更換內漏閥門33臺。
上圖虛線標識的閥門為2019年大修1臺急冷鍋爐更換的高壓閥門。
2.修復部分破損保溫，更換效果差的疏水器
2019年大檢修，對超高壓蒸汽輸送管道破損的保溫進行修復，并更換內漏的2臺超高壓蒸汽疏水器。同時對密封差的汽包安全閥進行檢修，對超高壓蒸汽減溫減壓器閥門進行下線檢修。
3.隔離去加氫裝置超高壓蒸汽管道
在2019年大修前制定方案，從7號爐東側SS端頭去加氫SS管道增加2道隔離閥，沿途疏水器并入中壓凝液管網的4根回水凝液線增加隔離閥，E-711A/B殼層凝液并入中壓凝液管道上增加隔離閥，E-711A/B蒸汽出口中壓蒸汽管道閥門關閉并加裝盲板隔離。徹底隔離去加氫裝置的SS管道。圖1虛線為已隔離的超高壓蒸汽總管。
優化后的經濟效益
裝置大修開車后，急冷鍋爐去間排罐（V-125）放空量明顯減小，降低了高位能鍋爐給水損失；去加氫裝置超高壓蒸汽損失可減少1t/h（停車前關閉E-711A/B入口蒸汽閥門后的超高壓蒸汽變化量）；裂解氣壓縮機驅動超高壓蒸汽量充足，裂解爐稀釋蒸汽配比降低，中壓蒸汽耗量至少減少1t/h；裂解爐風門關小，氧含量可得到有效控制，裂解爐對流段排煙溫度整體下降2~5℃，減少了燃料氣用量，提高了裂解爐熱效率。通過對超高壓蒸汽系統優化改進，為裝置穩定生產奠定了基礎，直接經濟效益核算如下：
超高壓蒸汽損失可減少1t/h，若按100元/t計算，每年節省資金為：
100×24×365=876000元
裂解爐中壓蒸汽耗量減少1t/h，若按40元/t計算，每年節省資金為：
40×24×365=350400元
合計每年可節省120萬元以上。
