制氢转化炉氧含量异常原因分析.pdf

第7期
61
制氢转化炉氧含量异常原因分析
杨佩佩,孙全胜
(中国石油化工股份有限公司天津分公司装备研究院,天津300271)
摘要]本文运用负压检测的手段,查找了某制氮转化炉炉顶风压高但炉膛氧含量低的原因,提出了处理意见,在对负压
异常点进行整改处理后,炉膛氧含量达标,运行恢复正常。该方法对类似事故的检测具有一定示范作用。
[关键词]加热炉;氧含量;负压检测;分析
炉膛负压是反映燃烧工况稳定与否的重要参
数,是运行中控制和监视的重要指标之ー。炉内
燃烧工况一且发生变化,炉膛负压随即发生相应
余热国收
烟囱
变化。监视和控制炉膛负压对于保证炉内燃烧工
况的稳定、分析炉内燃烧工况、烟道运行工况、
分析某些事故的原因有着极其重要的意义可。
图1F202炉系统姞构简图
2011年7月某炼油厂制氢车间发现B系列F202
转化炉炉膛空气供应不足,不能满足生产要求,
2确定检測方案
经检査发现其空预器前氧含量只有0.8%,远低于
根据F202炉的结构及以往操作经验,初步判
正常标准(2%4%),空预器后由于余热回收系
断是由于该炉的某段空气或烟气通路不畅造成炉
统漏风氧含量为3.8%。为了保证炉膛空气供应,
膛氧气供应不足。确定检测方案如下:
维持氧含量正常,增开了一台鼓风机,这不仅造
(1)对B系列F202转化炉各段的空气或烟气
成了资源浪费,也对生产操作造成了不便,于是进出口负压进行检测;
委托我院对该加热炉进行负压检测,以査找出问
(2)对A系列F102转化炉相同位置的负压进行
题所在。
检测,并以具有相同结构、设计参数、类似运行工
1加热炉概况
况的A系列作为参照,与B系列检测结果进行比对,
制氢车间有A、B两个系列转化炉,其设计参排査F202炉的负压异常处,即可发现问题所在。
数完全一致。F202加热炉是B系列转化炉,为顶烧3检測结果及分析
式方箱炉,无对流室,顶部排列着5×8台强制通3.1检测数据
风气体燃烧器,采用余热锅炉回收烟气余热预热
空气,基本结构见图1
对A、B两系列转化炉各点负压检测数据见表
表1、B系列各点负压检数据结果
检测项月
单位
A系列
B系列
加工量
Nm/h
8700
9300
鼓风机开度
50(单台)
94(双台)
引风机开度
%
炉顶风压
a
386
1153
炉膛负压
P
40
作者简介:杨佩佩(1985-),女,映西人,硕土研究生,助理工程师。主要从事热能、节能技术开发与应用方面的技术工作。
石油和化工设备
62-口故障诊断
2012年第15卷
负压
-89
910
流速
m/S
37.1
空预器后烟气
流量
267075
270211
02
负压
197
流速
17.2
17.5
空预器前烟气
流量
m/h
124118
125723
0
%
2
负压
354
1145
燃烧器入口热风(总管)
流速
m/s
23.4
流量
168533
303100
负压
a
燃烧器风门热风(单台)
流速
6,6
8.8
流量
/h
47398
3.2检测结果分析
集中一组供空气,通过分支进入到单个燃烧器,
3.2.1检测现状
为此,在一组燃烧器空气入口总管处、单个燃烧
可以看出,开单台鼓风机时,B系列空预器
器风门处分别进行负压检测,检测位置见图2,其
前后的氧含量分别为0.8%和3.8%,A系列分别为
中总管在燃烧器上方,图中未显示。
2.5%和5.9%(其中空预器后比空预器前氧含量高
从检测结果可计算得出,单个燃烧器前负
是因为余热回收系统存在漏风),B系列空预器前
压,A约354/8=44Pa,B约1145/8=143Pa:;单个燃
的氧含量远低于正常标准,在增开了一台鼓风机烧器后负压,A为-28Pa,B为-S0Pa(均在正常范
后B系列空预器前的氧含量才增至2%。
围内);压降分别为:
3.2.2数据分析
△PA=P前A-P后A(354/8)Pa-(-28)Pa-=72Pa;
从检测数据可以看出,在A、B两系列的加工
△Ps=P前e-P后-(1458)Pa-(-5O)Pa=193Pa
量相近的情况下,为使B系列炉膛负压,氧含量维
持在正常范围内,增开了一台鼓风机,同时B的炉
顶风压已接近A的3倍,引风机开度约为1.5倍,也
就是说以A作为参照,B系列的炉顶风压高。这存
在两种可能:一是空气进炉膛通道堵塞;二是烟
气出炉膛通道堵塞,负压异常,使得前端的空气
进不来
3.2.3问题排查
(1)空预器负压排查。A、B两系列空预器
的压降分别为
△PA=P前A-P后A(-192)Pa-(-889)Pa-=697Pa
△PB=P前B-P后B-(-197)Pa-(-910)Pa=713Pa
图2检測位示意图
从检测及计算结果可以看出,A、B两系列
空预器前负压分别为-192Pa和-197Pa,空预器后
以上计算可知,单个燃烧器前负压B约为A的
负压分别为-889Pa和-910Pa,压降分别为697Pa和3.3倍;单个燃烧器后负压B约为A的1.8倍;压降B
713Pa,均相差不多,这就排除了第二种可能,即约为A的2.7倍。
B系列炉顶负压高是烟气出炉膛通道堵塞造成的。
B燃烧器风门处负压为A的1.8倍,如在正常情
(2)燃烧器负压排査。F202炉炉顶燃烧器是况下,B炉膛氧含量应大于A,但检测结果却显示