能源治理

浅谈CO余热锅炉水热媒技术应用

目前存在炉膛压力偏高、再生烟气处理能力不足及受热面积灰严重,排烟温度偏高,余热锅炉效率偏低的问题,对此车间采取措施,CO余热锅炉采用翅片管替代光管为传热元件并采用水热媒技术。

胜利油田石化总厂60万吨/年催化装置配有一台由北京院设计、四川锅炉厂制造的燃烧式CO余热锅炉(型号:CG-BQ80/460-70-3.82/420),主要利用再生烟气的余热(再生烟气流量约85000Nm3/h,温度460℃左右,CO含量约4.51%),再加上部分助燃瓦斯,产生中压蒸汽,提供催化装置气压机透平及生产工艺所需蒸汽。该余热锅炉不仅过热自产蒸汽,同时还过热装置外取热器、油浆蒸发器产生的中压饱和蒸汽。

1.目前存在问题

1.1炉膛压力偏高,再生烟气处理能力不足

由于尾部受热面传热管错列布置,催化剂粉末容易静电吸附在换热管束上,烟气流通面积减小,流动阻力增大,炉膛压力偏高,为了生产安全进行,维持炉膛压力低于设计值(2.5kPa),只好将部分再生CO烟气直接从旁通烟道直接排向烟囱,致使放空再生烟气的物理显热和CO化学能无法回收,同时也对环境造成污染。

1.2 CO余热锅炉受热面积灰严重,排烟温度偏高,余热锅炉效率偏低

每次CO余热锅炉检修清灰后运行不到三个月,排烟温度从开工时170~180℃上升至220℃,运行后期排烟温度超过240℃,有时不得不停炉清灰。

由于以上问题的存在,影响CO余热锅炉效率,导致装置能耗升高,经济效益下降。改造的关键在于:(1)降低烟气流动阻力,降低炉膛压力,提高CO余热锅炉再生烟气处理能力;(2)防止省煤器积灰与腐蚀,确保省煤器安全运行、高效运行。

2.改进的具体内容和措施

(1)CO余热锅炉省煤器采用翅片管替代光管为传热元件,增加传热面积,强化换热,同时降低锅炉尾部烟气流动阻力,降低炉膛压力,提高余热锅炉再生烟气处理能力,满足装置满负荷运行要求,换热管顺排布置,便于清灰;全部再生烟气进CO余热锅炉,对原省煤器进行改造,拆除原省煤器,全部换热管改用翅片管,结构形式全部采用模块化箱体结构。为了平衡尾部烟气热量,降低排烟温度,提高余热锅炉效率,将油浆蒸发器、外取热器汽包给水和余热锅炉给水同时一起进省煤器进行预热。省煤器改造后可以在以下几个方面改善余热锅炉运行状况:1)增加换热面积,强化换热。在相同的空间内,换热面积增加3倍以上,使省煤器吸热能力增加,降低排烟温度,提高CO余热锅炉效率;2)降低烟气流通阻力,降低炉膛压力,提高再生烟气处理能力,保证余热锅炉长周期安全运行。

(2)采用水热媒技术,在降低余热锅炉排烟温度,提高锅炉效率的同时,提高省煤器进水温度,提高省煤器管壁温度,避免省煤器腐蚀,满足余热锅炉防腐节能要求;为适应装置负荷变化和原料油变化,防止省煤器低温腐蚀,增设给水余热器,利用省煤器出口的高温水加热省煤器进口的104℃低温水,将省煤器实际进水温度提高到135℃(可设定),高于温度,从而彻底根除省煤器腐蚀,确保余热锅炉安全运行。