王 俊,邱 磊,馮 龍
(中國石油寧夏石化公司,寧夏銀川 750026)
從再生器來的煙氣進入三級旋風分離器進一步分離催化劑后。三級旋風分離器有兩個煙氣出口,正常工況下,大部分煙氣進入煙氣輪機膨脹做功,驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電;從煙氣發(fā)電機出來的煙氣和少量雙動滑閥及旁路蝶閥來的高溫煙氣一起進余熱鍋爐進一步回收煙氣的熱能或直接進入煙囪。當煙氣輪機不投用時,從三級旋風分離器出來的煙氣經(jīng)過雙動滑閥與降壓孔板降壓后進入余熱鍋爐或直接進入旁路煙囪。煙氣進入余熱鍋爐后進一步消耗熱能發(fā)蒸汽,并消耗煙氣熱能,降溫后的煙氣通過2#煙氣轉(zhuǎn)向閥進入煙氣脫硫裝置或在煙氣脫硫裝置故障時直接進入旁路煙囪(見圖1)。
煙機利用729 ℃高溫煙氣熱能,產(chǎn)生最大負荷17.8 MW 電量,實際運行中受電網(wǎng)安全運行影響最大負荷穩(wěn)定在10 MW 左右。設(shè)計運行參數(shù)(見表1),實際運行參數(shù)(見表2)。
裝置設(shè)計考慮煙機不運行時、跳車后后續(xù)裝置余熱鍋爐及煙氣脫硫裝置繼續(xù)運行工況。煙機正常運行時余熱鍋爐入口煙氣溫度為530 ℃,而當煙機不運行或跳車后余熱鍋爐入口溫度達到729 ℃,需滿足過熱蒸汽溫度滿足405 ℃,煙氣脫硫操作溫度滿足58.5 ℃。煙機旁路數(shù)據(jù)(見表3)。
圖1 煙氣流程
表1 設(shè)計運行參數(shù)
表2 實際運行參數(shù)
煙機突然起跳后,余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置存在短時間波動,余熱鍋爐汽包液位波動最大需摘除三沖量進行手動操作,其他運行參數(shù)系統(tǒng)在無人工干預(yù)下能及時恢復(fù)至正常工況。
裝置滿負荷運行期間遇到兩次煙機跳車工況。第一次煙機跳車時除氧水管網(wǎng)壓力因故降至55 kg/cm2(正常壓力75 kg/cm2),減溫水調(diào)節(jié)閥及副線全打開過熱蒸汽溫度依舊超溫,被迫調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向閥降低余熱鍋爐負荷,煙氣轉(zhuǎn)向閥閥位降至50 %,過熱蒸汽溫度才正常。第一次煙機跳車后的運行參數(shù)(見表4)。
煙機突然跳車后其他波動情況(實際工況煙機負荷10 MW 跳車):
(1)汽包液位最低至20 %(聯(lián)鎖值11 %),需崗位人員摘除三沖量手動操作。
表3 煙機旁路數(shù)據(jù)
表4 異常工況下煙機跳車后運行參數(shù)
(2)進余熱鍋爐前轉(zhuǎn)向閥開度≤75 %時,煙氣脫硫洗滌塔塔底液位上漲迅速,煙氣量不足以支持洗滌塔濾清模塊下噴嘴運行,大量循環(huán)液進入洗滌塔下塔,濾清模塊液位低聯(lián)鎖,濾清模塊循環(huán)泵聯(lián)鎖停;洗滌塔下塔液位上漲迅速,外排煙氣中的SO2及顆粒物均有小幅上漲。
(3)洗滌塔操作溫度從58.5 ℃波動至63 ℃,部分洗滌水被帶出煙囪,影響洗滌效果,洗滌塔出口煙氣中SO2及顆粒物均有小幅上漲。
(4)余熱鍋爐過熱蒸汽溫度波動至520 ℃左右,經(jīng)減溫水減溫后溫度波動至450 ℃滿量程以上,最近高壓蒸汽用汽點蒸汽發(fā)電機溫度高達428 ℃。
除氧水壓力低,煙機跳車對余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置操作波動較大,通過轉(zhuǎn)向閥閥位的調(diào)節(jié)避免了余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置整體停工。如能及時切換煙氣轉(zhuǎn)向閥及關(guān)閉煙氣脫硫濾清模塊下噴嘴手閥,能更好的應(yīng)對此類異常應(yīng)急工況。
煙氣轉(zhuǎn)向閥設(shè)置一個入口,兩個出口,能快速實現(xiàn)煙氣流向轉(zhuǎn)換。相對于傳統(tǒng)水封罐設(shè)計有以下優(yōu)缺點。
(1)轉(zhuǎn)換速度快,實際測試從去余熱鍋爐口完全轉(zhuǎn)到旁路煙囪僅需56 s(液動控制);
(2)流量可控,煙氣轉(zhuǎn)向閥可以向三通閥一樣控制兩路煙氣量大小;
(3)操作簡單,通過現(xiàn)場及控制室副操臺旋轉(zhuǎn)扭隨意調(diào)轉(zhuǎn)煙氣進煙囪/余熱鍋爐方向;
(4)安全性能高,使用遠程控制時與余熱鍋爐液位設(shè)置聯(lián)鎖,當汽包液位低于聯(lián)鎖值時,啟動聯(lián)鎖轉(zhuǎn)向閥有去余熱鍋爐方向自動向旁路煙囪開85 %閥位,有效保護余熱鍋爐爐管防止爐管干燒;
(5)應(yīng)對異常工況處理選擇性更多。
(1)閥門造價高;
(2)閥門密封性能不及水封罐;
(3)閥門后期需專人維護運行,維修保養(yǎng)費用高;
(4)液動旋鈕控制閥位較滯后,開工升溫時溫度波動大,不能滿足升溫曲線;
(5)運行費用高,正常運行電機需根據(jù)液壓力反復(fù)開啟消耗電能,冷卻、密封蒸汽長期投用消耗蒸汽。
通過實際運行及煙機跳車應(yīng)急處理,發(fā)現(xiàn)煙氣轉(zhuǎn)向閥代替水封罐的設(shè)計能滿足裝置各種負荷的運行。特別是在煙機跳車后,能應(yīng)對除氧水壓力低異常工況下余熱鍋爐因跳車后溫度過高而引起鍋爐汽包干鍋、過熱蒸汽溫度過高的問題。在催化裂化主體裝置不停工的情況下快速切除余熱鍋爐和煙氣脫硫裝置進行檢修作業(yè)。