(中國(guó)石油青海油田格爾木煉油廠 青海 格爾木 816000)

加氫裂化高壓空冷冷卻效果變差的原因分析

丁瑜潔趙振

(中國(guó)石油青海油田格爾木煉油廠青海格爾木816000)

加氫裂化空冷冷卻效率變低，主要因?yàn)楣苁崞冃?，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，表面積灰等外部因素以及管束內(nèi)部結(jié)垢，偏流等管束內(nèi)部因素共同作用結(jié)果。

表面積灰；翅片變形；內(nèi)部結(jié)晶；結(jié)垢

加氫裂化空冷作為高壓分離前的一道重要設(shè)備，其冷卻效果直接影響反應(yīng)產(chǎn)物的冷后溫度，當(dāng)冷卻效果變差時(shí)使得高分入口溫度過(guò)高，會(huì)使得高分油品乳化問(wèn)題嚴(yán)重，油水氣分離效果變差，同時(shí)可能引起氣沫嚴(yán)重至使循環(huán)氫帶液等情況的出現(xiàn)，從而影響循化氫壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及裝置的長(zhǎng)期正常運(yùn)行，所以對(duì)空冷冷卻效果變差的原因分析對(duì)設(shè)備的裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)作有著重要的意義。

一、空冷的結(jié)構(gòu)與原理

空冷全稱空氣冷卻器，其主要由管束、支架、風(fēng)機(jī)組成(見(jiàn)圖一)，工作原理是冷空氣經(jīng)過(guò)空冷管束，通過(guò)管壁和翅片與管內(nèi)熱流體進(jìn)行換熱，從而達(dá)到對(duì)管內(nèi)熱介質(zhì)進(jìn)行冷卻的過(guò)程。

二、空冷冷卻效果變差原因分析

(一)外部原因

1.空冷風(fēng)扇長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行軸承間隙變大、軸承潤(rùn)滑不足，進(jìn)灰塵導(dǎo)致阻力變大，從而導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速變低，效率變低，至使空冷管束迎面風(fēng)速變低，風(fēng)壓變低，最終使通過(guò)翅片的風(fēng)量變低從而導(dǎo)致空冷效率變低。

2.由于煉油廠空氣中富含碳黑顆粒、SOx、NOx、灰塵以及油霧等雜質(zhì)，會(huì)在空冷翅片及基管處沉積如圖2.12，高溫環(huán)境下形成污垢。而從圖2.1.1中可知空冷傳熱系數(shù)隨著積灰的厚度升高而降低，也就是積灰導(dǎo)致空冷冷卻效率降低。

3.空冷翅片和管束基管的材料不同，兩種材料間的熱膨脹系數(shù)也不相同，導(dǎo)致隨著管壁溫度的變化，在兩種金屬表面結(jié)合面上會(huì)產(chǎn)生“松弛”現(xiàn)象導(dǎo)致基管與翅片間的接觸壓力減少甚至導(dǎo)致接觸面間產(chǎn)生間隙，導(dǎo)致熱阻升高。

其次，在檢修或吹掃空冷的過(guò)程，碰觸翅片導(dǎo)致翅片變形損壞以及空冷箱體變形出現(xiàn)縫隙如圖2.1.3所示，導(dǎo)致風(fēng)壓風(fēng)阻的變大，從而導(dǎo)致空冷冷卻效率永久性下降。

(二)空冷管束內(nèi)部原因

加氫裂化反應(yīng)產(chǎn)物中含有H2S、NH3和少量HCL，在冷卻過(guò)程中相互反應(yīng)形成固體NH4HS結(jié)晶和很少的NH4CL，為防止銨鹽結(jié)晶堵塞管線，在空冷前注水沖洗，可是由于工程因素與操作原因的影響會(huì)導(dǎo)致銨鹽結(jié)晶風(fēng)險(xiǎn)增大

1.由于注入水與反應(yīng)產(chǎn)物混合、蒸發(fā)不均勻，使得局部氣相攜帶水蒸氣不足，經(jīng)空冷冷卻后，這部分介質(zhì)凝結(jié)液態(tài)水不足，使得部分管束易出現(xiàn)結(jié)晶。

2.空冷溫度變化，流動(dòng)的氣液相來(lái)不及進(jìn)行物質(zhì)交換和熱交換導(dǎo)致硫化氫和氨來(lái)不及吸收，導(dǎo)致局部出現(xiàn)結(jié)晶。

3.空冷管束中氣液相介質(zhì)在管束中呈現(xiàn)多種流態(tài)導(dǎo)致接觸上部較冷管束產(chǎn)生結(jié)晶導(dǎo)致結(jié)垢并形成垢下腐蝕。

4.注水點(diǎn)溫度過(guò)高，導(dǎo)致水對(duì)硫化氫，氯化氫，氨的吸收作用較弱，易在冷卻中結(jié)晶和腐蝕傾向增大。

5.注水系統(tǒng)中的水主要有除鹽水、除氧水、蒸汽凝結(jié)水等，如果氧含量和鐵離子等金屬離子超標(biāo)會(huì)形成硫和硫化鐵等堵塞管線。

還有由于管線腐蝕形成的金屬硫化物，或者細(xì)小的催化劑微粒在局部空冷管束內(nèi)部沉積，結(jié)垢堵塞，導(dǎo)致空冷管束偏流嚴(yán)重、換熱效率變低而影響空冷的冷卻效果。

三、總結(jié)

空冷冷卻效果變差主要由于空冷管束及翅片結(jié)垢，表面雜物，翅片損壞等外部原因，以及空冷管束內(nèi)部局部結(jié)晶，雜質(zhì)沉淀結(jié)垢，注水溫度等因素引起。在出現(xiàn)冷卻效果變差時(shí)，提出以下建議：1.首先分析產(chǎn)生的原因，及時(shí)采取相應(yīng)措施。

2.保持足夠的注水量，盡量采取多點(diǎn)注水，保持注水溫度，嚴(yán)格控制注水質(zhì)量，防止銨鹽析出結(jié)垢。

3.及時(shí)清灰，清雜，保持翅片間無(wú)雜無(wú)垢，減少對(duì)翅片的損壞因素。

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丁瑜潔(1991-)，女，漢族，甘肅敦煌市人，操作工，大學(xué)本科，中國(guó)石油青海油田格爾木煉油廠，研究方向加氫裂化高壓空冷冷卻效果變差的原因分析；趙振(1982-)，男，漢族，湖南瀏陽(yáng)市人，操作工，大學(xué)本科，中國(guó)石油青海油田格爾木煉油廠，研究方向加氫裂化高壓空冷冷卻效果變差的原因分析。