炼 油厂 重油催化装置

炼油厂重油催化装置

主风机组几项关键问题的解决

吉林市石化炼油厂（吉林１３２０２１）苑兆祯潘玫赵利斌主要叙述吉林石化炼油厂重油催化装置主风机组在运行过程中出现的几个关键问题以及相

主风机组防喘振阀液动执行机构汽轮机汽封

一、前言 主风机组作为催化裂化装置的核心设备，一方面为反应系统提供流化风和烧焦风，确保系统的正常运行；另一方面利用烟气涡轮机直接回收高温烟气中的能量，是一项有效而可靠的节能措施。因此管理好主风机组，确保机组安、稳、长、满、优运行是确保装置安全平稳的关键。通过几年的努力，在主风机组的使用和管理上积累了一些经验，实现了机组与装置同步运行的目的。主要介绍重油催化装置主风机组在运行过程中出现的几个关键问题及处理方法。 二、重油催化装里情况介绍 重油催化装置年处理能力为７０万ｔ，机组形式为同轴并列式，采用提升管反应器，立式三旋（单管形式为不带卸料盘的ＰＤＴ型单管，根数为３６根）。 表１反应操作条件如下组是由烟气轮机、轴流压缩机、汽轮机、变速箱、电动／发电机组成的同轴式机组，机组配置方式见图１，单机型号及有关参数见附表２，各单机均为国内制造，是全部国产化机组第一次成套设备。烟气轮机为西安航空发动机公司制造的第一台烟气轮机，由于效率低，烟机于１９９７年８月进行了改造，通过改小流道和缩短动、静叶长度，达到了提高烟机效率的目的。汽轮机为哈尔滨汽轮机厂第一次制造小功率、双出轴的汽轮机。本套机组于１９０年８月安装完毕，１９９１年６月试车成功，经过多年来的优化调整，机组各项运行参数基本达到了设计要求。３４一口二廿二：２司１母

提升管出口温度／℃５１０｝一再主风量／（扩／ｍｉｎ）８１０一再密相温度／℃６８０一再主风量／‘扩／ｍｉ・，９０二再密相温度／℃７１０一再藏。４５一再压力／ＭＰａ０．２２一二再藏。２２二再压力／ＭＰａ０２０一三旋人・“度／℃６６０三旋压降／ｋＰａｌ８一三旋出口温。６４Ｏ 图１机组配置方式 １．烟机２．轴流机３．汽轮机 ４变速箱５．电动／发电机 表２单机型号及有关参数①Ｔ玛一５０烟气透平机：西安航空发动机公司

三、主风机组的有关情况介绍重油催化装置的主风机组由洛阳设计院设计，该机改造前最小正常最大改造后人口流量／（扩／ｍｉｎ）９１０１３２２１５４３１０２０人口温度／℃６５０６５０６５０６２０￣６５０人口压力／ＭＰａ０．２８（０．２２）０２８０，２８０．２２￣０２５出口压力／ＭＰａ０．１０５０．１０５０．１０５０．１７回收功率／ｋＷ３２９５５１４０６（Ｘ）６３７０（）￣３９０（）

通用机桩习刀７年第７期洲钟ｗ．吵捻（续）②Ａｖ４５一１５轴流压缩机：陕西鼓风机厂最小正常最大流量／（ｍ３／ｍｉｎ）９３５１２８０１４９３工作转速／（ｒ／ｍｉｎ）６３５２６３５２６３５２年平均人口压力／ＭＰａ００９８７３０．０９８７３０．０９８７３出口压力／ＭＰａ０．４１２０．４１２０．４１２年均人口温度／℃６６６６６，６出口温度／℃１６７１６７１６７年均轴功率／ｋＷ２８９３４６２７５４９２③ＢＺ５５乃５／０４一Ａ背压式汽轮机：哈尔滨汽轮机厂进汽压力／ＭＰａ（Ａ）３．５土０．１进汽温度／℃４３５土１５排汽压力／ＭＰａ（Ａ）０．９５士１．２输出功率／ｋＷ正常３以刃最大３４００调速范围／ｋＷ５４００一６６７０脱扣转速／（ｒ／ｍｉｎ）６９８７耗气量／（“ｈ）５１．２（正常）５４（最大） 重油催化主风机组防喘振调节的控制逻辑程序是２０世纪９０年代陕西鼓风机厂引进苏尔寿技术时一同引进的，目前早已淘汰。当时是按照６０万口ａ的处理量来设计的，由于装置经过１９９７年和２０００年改造，目前处理量已达到７０万口ａ，并且原料性质也发生了很大的变化，导致主风机的运行工况也随之而改变。通过综合分析，判断为由于主风机运行工况的改变，导致防喘振调节自控逻辑出现紊乱，另外防喘振调节阀的控制器到２００４年已经连续运行了１３年，也不排除元件老化原因。由于原程序编辑软件早已被淘汰，防喘振调节自控逻辑无法调出来进行更改，同时也考虑到元件老化的因素，决定更换防喘振调节控制器，按照目前的生产工况对新控制器编程，解决防喘振阀自动开关问题。主风机组停机进行处理，对比苏尔寿的主风机组防喘振曲线，见图

④变速器：哈尔滨汽轮机厂型式人字齿，渐开线齿轮变速比４．２４传递功率／ｋｗ３２心洲〕２，通过静态模拟试验和动态试验，验证现场曲线与原防喘振曲线基本一致，见表３，确保新控制器的灵敏性。防喘振调节控制系统改造后，没有再出现失灵现象，确保了装置的安全平稳运行。 表３重新验证轴流风机防喘振曲线

⑤Ｙ／ＹＦＳ侧｝一１一４笼型异步电动／发电机：哈尔滨电机厂容量／（ｋｗ了ｋＶＡ）３２００／３５６４电压／ｋＶ６满载电流／Ａ３５５工作转速／（ｒ／ｍｉｎ）１４９２／１５０８绝缘等级Ｆ级冷却方式ＩＣＷ３７Ａ８１（水一空冷密闭循环式）静叶角度（０）２２３８５６６４１９９０年曲线打开压力／ＭＰａ０．１００．２３０．３００．３３ 验证打开压力（新调节器）／ＭＰａ０．１１０．２２０．３００．３４轴流风机入口温度／℃６．６６６ 轴流风机人口压力／ＭＰａ０．０９８０．０９７０，０９８０．０９８喉部差压／ｋＰａ８．１７．７７．５７．２ 该机组各单机共用１个润滑油站，润滑油均采用ＬＡＳＴ４６＃透平油；轴流机静叶可调机构由单独的动力油站提供，动力油压力１２．ＳＭＰａ。 四、机组运行中发现的问盈及其处理 １．关于防喘振调节控制系统的改造 ２０（只年８一１２月，主风机组防喘振阀的自控系统先后失灵１１次，导致防喘振阀自动开关，开度在２０一３０，最为严重的一次，防喘振阀开度达６５０，造成反应供风中断，装置被迫切断进料，通过对机组工艺参数分析，未发现机组进人喘振区运行，防喘振阀不明原因自动开关给安全生产和平稳生产造成了严重的影响。６口００振二。喘二阳防－』、９０８０７０６０５０４０３０２０１００Ｄ心几主风机型号；ＡＶ４５一巧温度：２２℃吸入压力：￣０．ＩＭｐａ转速：６３５０ｒ／Ｉｎｌｎ

出口压力限线，防阻塞线图口泊防喘振阀全开时特性线０１０２０３００２０

图２６９７０．８０钾１？０％Ａｐｌｏｏ１２Ｄ１４０１６０拟ＩＰａ入口差压流量主风机组防喘振曲线笙＿月刀７年第７期吵・月曰通用翻棍 ２．关于烟机入口蝶阀执行机构的改造 烟机人口蝶阀安装在烟机人口水平管线上，用以控制再生器压力以及进人烟机的烟气流量。同时它也是机组安全运行的一个保护措施，紧急情况下该阀应在５－６５内迅速关闭，切断进人烟机的高温烟气，将烟机从系统中切除，避免烟机超速，造成设备和生产事故。因此，要求执行机构必须具有足够的准确度、灵敏度和快速关闭性能，烟机人口蝶阀原执行机构为摆动式气动执行机构。具体参数见表４。 在实际应用上存在以下几方面问题。 （１）灵敏度不够在设计上，该执行机构灵敏度为１左００，紧急状况下全关控制在５一６５；但在实际应用上，紧急状况下蝶阀全关需要时间一般在８５左右（中国石油天然气集团公司要求控制在６５以内），不利于在紧急情况下确保机组安全。 （２）故障率高由于传动控制机构与阀体是一体式结构，直接安装在烟道上，因此传动控制机构周围温度较高，使定位及阀位变送系统故障频发，导致该阀自动控制无法投用，只能改为现场手动控制，增加了操作员的工作量和劳动强度。 （３）拆装不便由于传动控制机构与阀体是一体式结构，总重量达２．４ｔ，使得蝶阀在检修时拆装极其不便。 根据烟机人口蝶阀的重要性以及气动执行机构存在的缺陷，对烟机人口蝶阀执行机构进行液动改造。液动执行机构具有反应迅速，安全可靠，结构简单，可分体远程控制等特点，通过调研选用ＢＬＦ一班数字式智能型电液控制机构。液动执行机构性能参数见表５。 表４蝶阀技术参数表表５液压执行机构性能参数型式 摆动式气动执行机构数字式智能型电液控制机构气缸直径／ｍｍ２５０无行程／ｍｍ３５０３５０灵敏度１／２００１／５００准确度１／１００１／３００稳定性振荡次数＜３次无控制方式气开液动 最大输出力矩／（ｋＮ・ｍ）６ｌ０全关闭时间／ｓ正常：３０，紧急：８正常：１０，紧急：２一４自动投用情况无法保障运行正常

阀体技术参数表公称直径／ｍ印８００设计压力／ＭＰａ０．３２设计温度／℃７００工作介质烟气（含微量催化剂）阀板最大转角／ｏ度７０ 操作状态下允许最大压降／ＭＰａ０１５７设计流量／（扩／ｍｉｎ）１９７９ 改造后，整套机构运行正常，自控投用率达９９％以上，在几次机组安运过程中，蝶阀均能在５５以内迅速关闭，对保证机组安全创造了条件，由于液动执行机构与阀体分离布置，极大地降低了蝶阀在检修过程中的拆装难度。 ３．关于汽轮机汽封结构的改造 重催主风机组汽轮机由于设计上的缺陷，在使用过程中，汽封泄漏非常严重，已严重影响到机组的正常运转。主要表现：蒸汽从汽封中泄漏，导致５口ｈ左右的中压蒸汽汽轮机从汽封抽汽器放空中排掉；润滑油带水，导致润滑油经常乳化，每月置换润滑油Ｚｔ。 原设计汽轮机入口侧和出口侧的密封形式均为梳齿迷宫式密封，梳齿迷宫密封件由六片组成一个整圈，每片密封件后面配有一条板弹簧，板弹簧的作用是使密封件的疏齿紧靠密封件，如图３所示。 当气体通过迷宫密封齿与密封面的间隙进入齿间空腔时，形成涡流，并逐级减压，到最后一齿时，形成与齿外压力相同或小于齿外介质压力，从而起到密封作用。密封齿与密封面之间的间隙是密封的关键，间隙小虽然密封性好，但由于零件的受热变形容易造成齿顶与转子密封面直接接触，从而损坏零件，间隙太大虽保护了零件，但起不到密封作用。 （１）对汽轮机内漏情况分析 １）原设计密封间隙（即密封齿与密封面之间的间隙）为０．４５一０．７５ｍｍ，根据经验此间隙太大，间隙应在０．３５一０．４５ｍｍ，因转子轴承间隙不超过０．３０ｍｍ，即使工作受热后变形亦不超过０‘３５ｍｍ的偏心量。

通用执粗ａ刀７年第７期豁 ｗｗｗ吵一．朋ｒ寸，然后选配各级密封体，保证密封体与密封面的间隙，从而保证密封要求。

图３梳齿迷宫密封件 １．板弹簧２．元件３．定位面４密封件５．转子 ２）由于迷宫密封件是由六片组成的一个整圆，且靠后面的弹簧往前顶，这样当压力气体通过齿顶间隙进人涡流腔中时，由于压力作用气体会推动迷宫密封体，离开密封面（当压力大于弹簧力时），从而使密封间隙增大，使泄漏增加，并使原来无间隙的密封结合面有了间隙，假如间隙增大０．ｌｍｍ，则结合面就有了０．３ｍｍ的间隙，这样就又多了一处泄漏点，从而使内泄漏大大增加。 （２）减少汽轮机内泄漏的技术改造方法 １）减少密封间隙，将迷宫密封齿与转子密封面之间的间隙设定在０．３５￣０．４５ｍｍ之间。先期要做的工作是，先实测转子的密封面的尺寸，然后配作迷宫密封体。使之间间隙控制在０．３５一０．４５ｍｍ之间。 ２）改变汽轮机迷宫密封体的结构。将定位面从后面移到前面，在结构上省去后面的板弹簧，使密封体不会因为密封齿间的涡流压力使密封齿离开转子密封面而增加内泄漏。具体结构如图４所示。 将密封体改成上下两片结构，从而减少了密封体自身的结合面（从六个减少到二个），减少了泄漏点并且加工更方便，这样在加工工艺上可以更好保证密封间隙。在制作迷宫密封体前，先准确测量出壳体的内径尺 图４密封体结构 １．下密封２．定位筒３．上密封体４．密封 ５．转子６．定位面７．板弹簧８．壳体 装置大检修时对汽轮机汽封进行了改造，改造后汽轮机汽封蒸汽泄漏量降至２口ｈ，通过对润滑油采样分析未发现带水现象。通过对汽轮机汽封的成功改造，为装置正常生产和机组安全运行创造了条件，同时也创造了一定的经济效益。 节约蒸汽消耗创造效益 （５一２）ｘｓ（ｎ）ｘ印二１４仪１）０元／ａ二１４万元犷氏 节约润滑油创造效益： ２ｘ１２ｘ４０（）０二９６０００元／ａ＝９．６万元／ａ 改造投资费用为２０万元。 创造效益１科＋９．６一２０万元／ａ＝１３３．６万元／ａ。 五、结束语 经过坚持不懈的努力，一些影响机组安全运行的关键问题由于采用了新技术、新设备而得到了较好解决，为装置的安全平稳长周期满负荷运行，奠定了一个是坚实的基础。同时也说明采用新技术、新工艺、新设备、新材料是解决装置运行中出现问题的一条有效途径。６Ｍ （收稿日期：２００７／０６／０７）