合成氣裝置廢熱鍋爐爐管泄漏原因分析

煉油與化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第22卷合成氣裝置廢熱鍋爐爐管泄漏原因分析劉殿中,耿會(huì )(大慶石化公司化工二廠(chǎng),黑龍江大慶163714)摘要:2011年2月2日,某石化企業(yè)合成氣裝置廢熱鍋爐爐管發(fā)生泄漏事故,導致停產(chǎn)10d造成較大的經(jīng)濟損失。文中分析了該廢熱鍋爐爐管發(fā)生泄漏的原因,并提出了應對相應的改進(jìn)措施,對國內同類(lèi)裝置具有一定的借鑒價(jià)值關(guān)鍵詞:廢熱鍋爐;爐管;泄漏中圖分類(lèi)號:TQ054文獻標識碼:B文章編號:1671-4962(2011)05005802合成氣裝置以重油、氧氣、蒸汽為原料,在氣2原因分析化爐內1350℃的高溫條件下發(fā)生部分氧化反應,廢熱鍋爐爐管發(fā)生泄漏后,組織有關(guān)人員對生成以一氧化碳和氫氣為主的粗合成氣。粗合成氣化爐爐膛溫度、廢熱鍋爐爐水強制循環(huán)量、鍋爐氣從氣化爐出來(lái)經(jīng)廢熱鍋爐的3組爐管回收熱量水質(zhì)、爐磚檢測報告等參數進(jìn)行分析,查找可能導后進(jìn)入碳洗塔,用水洗滌并除掉合成氣中的游離致?tīng)t管泄漏原因,初步排除了工藝操作、水質(zhì)、爐碳黑,同時(shí)廢熱鍋爐殼程副產(chǎn)48MPa飽和蒸汽。磚材質(zhì)、廢熱鍋爐爐管材質(zhì)等因素的影響"。1爐管的泄漏2.1現場(chǎng)情況2011年2月2日,合成氣裝置碳洗塔1251底部設備打開(kāi)后,發(fā)現合成氣爐渣截罐、聯(lián)通管出口溫度及頂部出口合成氣溫度同時(shí)升高了廢鍋灰罐堵塞嚴重堵塞物量大,質(zhì)地疏松,呈灰℃。同時(shí)發(fā)現廢熱鍋爐蒸汽產(chǎn)量由825th降低褐色泥土狀與以往檢修時(shí)出現的青黑色、質(zhì)地較至7.6th,對廢熱鍋爐及1251塔進(jìn)一步綜合分析,硬、并有金屬析出物的灰渣明顯不同。見(jiàn)圖2。判斷廢熱鍋爐盤(pán)管發(fā)生了泄漏,爐管外部壓力較高的熱水進(jìn)入合成氣爐管內部。2月8日廢鍋爐管泄漏進(jìn)一步擴大。為了確保裝置安全,決定于2月9日停工處理,處理后于2月20日合成氣裝置投料開(kāi)工。合成氣裝置自1986年投產(chǎn)以來(lái),廢熱鍋爐(連同爐管)只在2008年更新1次,第1臺廢熱鍋爐使用了22a,第2臺截至泄漏時(shí)只用了25a。1"爐管泄漏情況見(jiàn)圖1。圖2聯(lián)通管的破壞情況首先對灰渣進(jìn)行了取樣分析,發(fā)現灰渣主要含有Al:55%-56%(以AlO3計,以下均以氧化物計),Si:22%,Ni:11%,并含少量稀土元素,由此懷疑這些雜質(zhì)可能是由原料重油帶入。2.2Al、Si的來(lái)源分析進(jìn)一步對合成氣界區重油進(jìn)行取樣分析,結果重油中原中國煤化工42gg為了分THCNMHG廠(chǎng)常減壓圖11·爐管泄漏情況套常減壓二、236罐、化⊥一)原科一車(chē)間重油2011年第5期劉殿中,等合成氣裝置廢熱鍋爐爐管泄漏原因分析進(jìn)行取樣分析,結果是:常減壓一套,Al:未檢出,Si由金相組織粗化及氧化現象可以初步判斷爐管的:0.255gg;常減壓二套,A:0.268gg,S:2599泄漏與管壁處過(guò)熱造成的晶粒粗化和氧化腐蝕有μgg;236罐,A:10.17μg,Si:12.17μgg;化工一關(guān)。廠(chǎng)原料一車(chē)間,A:24.54μgg,Si:28.53μgg(5)能譜分析結果表明爐管內表面腐蝕區的根據分析數據認為原料重油中A、Si含量的成分非常復雜,主要含有C、O、FeNi、Si、A、Mo、大量增加說(shuō)明煉油廠(chǎng)二套裝置減壓渣油在輸送到As、$b等成分,其中O、Fe含量最高。爐管外表面合成氣裝置界區的過(guò)程中受到污染,由于重油中腐蝕區成分簡(jiǎn)單,主要含有O、fe、Ni等Al、Si等雜質(zhì)較多且顆粒粒度極小,在合成氣爐中綜合對爐管的材料性能分析,合成氣裝置泄1350℃高溫下處于熔融狀態(tài),密度較低并附著(zhù)在漏的原因可以概括為由于爐管直管段結垢嚴重,爐膛聯(lián)通管、廢鍋灰罐及管線(xiàn)的內壁上,不斷積造成合成氣在直管段沒(méi)有冷卻到設計的預期溫累,形成堵塞物,最后導致合成氣爐入爐蒸汽與度熱量釋放點(diǎn)后移造成后部沒(méi)有耐高溫襯里的1251塔出口合成氣之間的壓差升高的現象;同時(shí)合成氣管段局部溫度過(guò)高,導致?tīng)t管材質(zhì)發(fā)生氧在入爐爐管處形成結垢,導致該處合成氣的熱量化及金相組織劣化機械性能下降在殼程爐水的并沒(méi)有在鍋爐爐水強制循環(huán)下及時(shí)撤出,達到降壓力作用下發(fā)生穿孔泄漏低溫度的目的,造成合成氣熱量釋放點(diǎn)后移,并在3結束語(yǔ)只有自然對流的直管段后第1圈盤(pán)管形成局部過(guò)(1)每月分析原料重油中Al、Si、Fe、N等雜質(zhì)熱,導致穿孔泄漏2。含量,建立原料重油質(zhì)量臺帳,保證重油質(zhì)量。23爐管材質(zhì)分析(2)建議使用不含(或少含)Al、Si等雜質(zhì)的重在對原料重油進(jìn)行分析的同時(shí),將廢熱鍋爐油作為合成氣爐的原料。爐管泄漏段切開(kāi)后,委托東北石油大學(xué)進(jìn)行了材(3)該次檢修時(shí)發(fā)現合成氣爐爐壁因A、Si等質(zhì)、機械性能等進(jìn)行了分析。分析包括5項內容。結垢物掛壁,增厚達到6cm,在運行過(guò)程中這些渣(1)對直管段(非過(guò)熱部位)進(jìn)行了抗拉強度、截物必將落入聯(lián)通管、爐管中,造成堵塞。因此建屈服強度、延伸率、布氏硬度等項指標進(jìn)行了測議在今后的檢修工作中,檢查廢熱鍋爐整體情況。試,結果表明爐管材料的力學(xué)性能正常。(4)密切監視合成氣爐、廢熱鍋爐等重點(diǎn)部位(2)對爐管材質(zhì)化學(xué)成分分析表明,爐管材質(zhì)的運行狀況,做到及時(shí)發(fā)現問(wèn)題,及時(shí)解決。符合要求。參考文獻:(3)對泄漏區形貌觀(guān)察可知泄漏區管體明顯(1王運炎機械[程材料M]北京:機械工業(yè)出版社向管內凹陷,成不規則漏斗狀,且變形周?chē)诤駴](méi)1992:66-67有減薄,表明是先失穩再泄漏,失穩處是材料性能2]高進(jìn)孫金廠(chǎng)金屬材料應力腐蝕失效分析山東輕工業(yè)學(xué)劣化,機械強度下降,在管外壓力下所致。院學(xué)報,2001,15(1):12-14.(4)金相分析表明泄漏區從管外壁向內金屬收稿日期:2011-08-01晶粒逐漸增大,最內層已經(jīng)被氧化,說(shuō)明此處過(guò)作者簡(jiǎn)介:劉殿中,男,工程師,92年畢業(yè)于蘭州石油學(xué)校,現從熱,機械性能下降2。直管段金相分析未見(jiàn)異常。事丁辛醇生產(chǎn)工藝管理工作。石化信息中國石化加緊開(kāi)發(fā)合成油成套技術(shù)據《中國化工報》2011年8月25日報道費托合成產(chǎn)物加氫提質(zhì)生產(chǎn)潤滑油和蠟項目于2011年8月8日通過(guò)中國石化集團公司組織的技術(shù)評議,會(huì )議明確了費托合成蠟加氫提質(zhì)及生物航煤中試方案。根據項目計劃,中試技術(shù)工業(yè)應用裝置將于2012年1季度在河南油田精蠟廠(chǎng)建成投產(chǎn)。利用費托合成油提質(zhì)生產(chǎn)基礎油技術(shù)甲前在園內尚空白,加氫提質(zhì)技術(shù)是合成油成套技術(shù)中的重要部分。預計裝置改造將于2011年底完成,2012年中國煤化工過(guò)程中,石科院針對固定床和漿態(tài)床費托合成蠟結構組成特點(diǎn)和產(chǎn)品需求,開(kāi)發(fā)出2項費托CNMH(礎油和特種蠟工藝技術(shù);通過(guò)優(yōu)選催化劑和合適加氫處理段反應深度,實(shí)現了油蠟井舉。