关于催化余热锅炉省煤器腐蚀的探讨.docVIP

催化余热锅炉省煤器炉管腐蚀原因探讨 梁学福（兰州石化公司炼油厂 甘肃兰州 730060） 高建苹（兰州石化公司研究院 甘肃兰州730060） 摘要:兰州石化公司第三套催化装置余热锅炉因省煤器炉管多次腐蚀穿透泄漏而停运维修，极大的影响装置的经济效益。本文通过介绍省煤器的腐蚀泄漏情况，对省煤器炉管的腐蚀原因进行分析探讨,提出了防护建议。 关键词:余热锅炉 省煤器炉管 腐蚀 原因 探讨 对策 前言　 催化裂化装置是炼油厂的关键工艺装置，其能耗水平对全厂能耗影响明显。余热锅炉是回收其再生烟气的热能产生蒸汽的设施，在能源价格上涨的推动下，余热锅炉的节能地位日益重要。大型石化企业为提高催化裂化装置运行的经济效益,均设置了补燃式余热锅炉回收装置排出的高温烟气。 兰州石化公司炼油厂三套催化装置为年处理能力300万吨的重油催化裂化装置,自2003年7月1日开工以来, 催化裂化余热锅炉不但回收再生烟气显热，保护环境,还承担着装置所产全部饱和蒸汽的过热任务，产生6.4MPa，425℃的次高压过热蒸气。锅炉产生的次高压过热蒸汽用于装置的动力供汽及生产工艺所需。2005年以后，由于省煤器腐蚀泄露严重，影响生产安全运行，不得不经常把省煤器切除，大大限制了余热锅炉效能的发挥，造成严重的热量浪费，影响装置效益。这种状况使锅炉不仅不能有效地回收烟气余热,而且频繁检修造成了人力物力的大量浪费,因此解决省煤器炉管腐蚀泄漏问题成了决定余热锅炉运行效率的首要问题 1.余热锅炉简介 1.1余热锅炉简介 炼油厂三套催化装置为年处理能力300万吨的重油催化裂化装置,使用的锅炉为中国石化集团北京设计院设计，四川锅炉厂制造的CG-Q230/490-150-6.4/425℃型余热锅炉。余热锅炉包括燃烧室、水保护段、过热段、蒸发段和省煤段，省煤段分为高温省煤器和低温省煤器。省煤器的作用是提高给水温度，降低烟气温度，回收烟气热量，提高锅炉热效率。省煤器分为三级，布置于锅炉尾部，蛇形管结构，布置形式为管束水平、顺列布置，管束为光管，规格为32×4.5。材质为20G，烟气横向冲刷。烟气从上向下通过省煤器受热面,与省煤器中水换热后排入尾部烟道,通过烟囱排出。 收稿日期：2010.11.9 修订日期：2010.12.23 作者：梁学福（1981— ）、男、（汉）甘肃武威、兰州石化公司炼油厂、助理工程师、工学学士。 1.2工艺概况 余热锅炉主要利用装置生产过程中产生的高温再生烟气（一再、二再烟气混合后入炉温度490～520℃， CO含量约3.3～4.7%），烟气组成见表1.1，再燃烧一部分瓦斯，然后与汽、水进行换热，产出6.4MPa，425℃的次高压过热蒸汽，除用于驱动汽轮机、富气压缩机外，还部分外送MS、LS蒸汽管网。该余热锅炉是与重油催化装置的外蒸发器（外取热器和油浆蒸发器汽包）组成的蒸汽共同发生系统，除本身自产中压蒸汽外，同时向外蒸发器提供热水、过热外蒸发器产生的同参数饱和蒸汽。工艺流程见图1，运行工艺参数见表1.2。 图1余热锅炉工艺流程图 Figure 1 Waste heat boiler process flow diagram 表1.1 烟气组成 V% Table 1.1 flue gas composition V% SO2 CO CO2 N2 H2O NOX 催化剂粉尘 0.088~0.18 3.3~4.7 12.5~15.7 70.1~73.2 8.1~11.2 —— —— 表1.2 余热锅炉工艺参数 Table 1.2 parameters of waste heat boiler 测定点 测定值 余热锅炉入口烟气温度/℃ 490 余热锅炉炉膛温度/℃ 834 余热锅炉水保护段出口烟气温度/℃ 709 余热锅炉过热段出口烟气温度/℃ 524 余热锅炉蒸发段出口烟气温度/℃ 460 省煤器入口烟气温度/℃ 427 省煤器出口烟气温度/℃ 265 省煤器入口水温/℃ 120 省煤器出口水温/℃ 160 省煤器受热面积/m2 2679 2.省煤器腐蚀情况 装置自开工以来，由于加工的原料油性质复杂，尤其硫含量偏高，使得烟气中的含量也偏高。其中一部分SO2会被氧化成 SO3[1,2]，当 SO2 和 SO3 等酸性气体经过高温受热面时，这些酸性气体通过管壁附着层渗透，与管壁氧化膜发生腐蚀反应，这种腐蚀一般发生在省煤器上。省煤器部烟气中含量见表2.1： 表2.1 烟气中含量(单位： /) Table 2.1 the content of SO2 in flue gas ( unit: mg/m3) 测定时间 测定值 2005年2季度 1493 2005年3季度 2013 2005年4季度 1200 2006年1季度