板式空气预热器的应用及优化设计

概述了板式空气预热器作为一种高效换热设备的工作机理、结构形式及技术特点,着重介绍了在某炼油厂制氢装置中的工业应用及优化设计情况,并探讨了进一步节能降耗的方法。     

板式空气预热器在制氢转化炉低温段应用

板式空气预热器在实际应用过程中由于各装置不同的情况产生了不同的问题。板式空气预热器在制氢转化炉低温段的应用过程中发生烟气侧堵塞,烟气侧前后压力差达到2.4 kPa,导致炉膛负压不足,转化炉负荷被迫降至50%,后因堵塞情况加剧,被迫停工拆卸空气预热器清洗。在2011年出现了烟气侧出口板片腐蚀穿孔,导致鼓风机空气短路,热风道风压力下降到0.38 kPa,只能满足60%转化炉负荷需要。就烟气侧堵塞和烟气侧板片腐蚀穿孔等实际问题进行了原因分析,并提出了在转化炉鼓风机出口设置前置预热器;改变低温空气预热器烟气出口型式;在低温空气预热器烟气出口板片增加热电偶测温点的数量等改进措施。     

大型板式空气预热器在石化装置中的应用

大型板式空气预热器是目前较为先进的新型空气预热器,具有传热效率高、结构紧凑、寿命长、不易积灰及检修方便等优点。介绍了大型板式空气预热器的工作原理、主要性能指标和结构特点,将其用于某合成氨装置扩容改造中获得了良好的经济效益和社会效益,已满负荷连续运行2 a。     

铸铁板式空气预热器在蒸馏加热炉上的应用

蒸馏加热炉原热管式空气预热器存在严重露点腐蚀、结垢、内漏等问题,用铸铁板式空气预热器改造了加热炉空气预热方式,并针对铸铁板式空气预热器在油气混烧加热炉上使用中存在的不足,提出改进措施,使加热炉的热效率大幅提升,达到了改造的预期目标。     

铸铁板式空气预热器用于加氢裂化装置加热炉改造

国产化的双面翅片铸铁板式空气预热器,以其优良的抗露点腐蚀性能和良好的传热性能、较低的漏气系数、不易积灰等优点成功取代热管式空气预热器,应用在高压加氢裂化装置反应炉和分馏炉的延期余热回收系统改造,有效地降低排烟温度,提高了2%炉效,减少了瓦斯用量,降低装置能耗,既取得了理想的经济效益,又能保证装置平稳生产。     

板式低温空气预热器出口端隔板开裂失效分析及维修

对制氢转化炉用低温空气预热器在运行中出现内漏的原因进行了检查、分析,认为内漏是在装置开、停过程中,在介质露点温度下,烟气和空气冷凝液中的Cl-导致部分烟气出口端隔板与端板角焊缝发生了应力腐蚀开裂所致。据此提出了维修措施、结构改进及操作建议。     

新型板式空气预热器在常减压加热炉上的应用

介绍了中国石油锦西石化分公司油气混烧型常压炉烟气余热回收设备由热管空气预热器改造为板式空气预热器的情况。通过改造前后的对比,证明了板式空气预热器在设计和使用中的优势。     

新型板式空气预热器在石化工业炉上的应用

介绍了国内外板式空气预热器的应用概况，板式空气预热器的结构特点、布置方式及主要优点。洛阳石化工程公司采用平板式结构，已完成样机制造和传热、阻力试验工作，并开始应用于工程设计中。平板式结构传热好，阻力低，结构紧凑，节省金属，易于防腐，清灰较易，适合于工厂化制造。对今后的开发工作，提出了五个课题。     

板式空气预热器的推广应用

传统形式的空气预热器普遍存在积灰结焦、热管失效、腐蚀及漏风等问题,难以满足装置大型化需要。采用以波纹板片作为传热元件的新型板式空气预热器,克服了上述问题并在石化、化肥等行业上得到了应用。自投用后运行情况良好,同时大幅度降低了装置的运行费用和检修费用。     

板式空气预热器在芳烃加热炉的应用

介绍了板式空气预热器的特点及其应用情况。现场应用表明 ,相对于其它型式空气预热器 ,板式空气预热器具有成本低、操作维护方便和使用寿命长的优点 ,具有很好的推广应用前景     

国产催化剂在50dam3/h制氢装置中的应用

介绍了国产催化剂HP-3,JX-5A,JX-4C,Z417/Z418和KBL-101在中国石油天然气股份有限公司锦西石化分公司50 dam3/h制氢装置的首次组合应用情况,并针对装置的设计和实际的操作条件、产品质量和总能耗等方面进行了对比分析.结果表明:①该氢气设计纯度为99.90％(摩尔分数),而实际纯度为99.56％,比设计值低0.34百分点,实际产品中甲烷与氮气的摩尔分数比设计值略高0.34百分点,一氧化碳与二氧化碳的实际值比设计值低,说明变压吸附过程设计合理;②制氢设计总能耗为55 083.2 MJ/t,实际总能耗47 224.6 MJ/t,两者相差不大,其中燃料气单耗占制氢装置总能耗比例较大,而实际燃料气单耗比设计燃料气单耗低7 858.6 MJ/t.该装置实际生产参数与设计参数一致,装置设计合理,满足生产要求.     

常减压蒸馏装置加热炉空气预热器改造

针对中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司5.0 Mt/a常减压蒸馏装置加热炉排烟温度高、热效率低的问题,结合该公司实际生产平衡状况、投资费用及检修工期等方面的情况,提出了空气预热器技术改造方案。在不改变加热炉原工艺参数、工艺管道的原则下,合理利用原设备对空气预热系统进行改造,采用先进、成熟、合理的技术回收烟气余热。改造后常压炉排烟温度由改造前的209℃下降至120℃,减压炉排烟温度由改造前的198℃下降至140℃,常压炉热效率由改造前的87.33%上升至92.30%,减压炉热效率由改造前的88.45%上升至91.57%,取得较好的效果。     

LYT-701催化剂在焦化干气制氢装置的应用

介绍了LYT-701催化剂的物性参数、加氢反应原理;总结了该催化剂在焦化干气制氢装置过程中的预硫化和生产过程中加氢反应器床层温度升控过程。应用结果表明:LYT-701型催化剂与氧化锌脱硫剂串联使用后,可以使高烯烃、高含硫的焦化干气中烯烃体积分数降到1%以下,总硫质量浓度低于0.5mg/m~3,达到了转化催化剂对原料气净化度的要求。     

制氢装置用能分析与节能措施

分析了中国石油天然气股份有限公司克拉玛依石化分公司两套制氢装置的能耗构成特点及影响能耗的主要因素,明确了降低燃料气、蒸汽和电的消耗是降低装置能耗的主攻方向。通过采取一系列的节能措施,如原料气升压,停用部分设备,降低了电和循环水的消耗;对转化炉的空气预热器热管进行了更换和扩容以及内衬里修复,喷涂耐高温反辐射节能涂料,提高了转化炉的热效率,大幅减少了燃料气的消耗;实施了对氢压机调速器的改造,以解决Ⅰ套制氢氢压机加工负荷不一致的难题,降低了电和蒸汽的消耗;还利用当地冬季运行的特点,优化了蒸汽运行流程,提高了蒸汽的利用率。这些节能举措实施后,显著地降低了两套装置的能耗,全年可增加经济效益1 447.6×104 RMB$。     

液氨在制氢装置开工中的应用

介绍了通过氨分解产氧的方法解决制氢装置开工期间的氧源问题.详细介绍了液氨的性质、液氨量的确定、液氨在装置内的储存和氨分解的条件等.结果表明:制氢装置的催化剂和操作条件完全可以满足氨分解的要求,且该方法操作简单,成熟可靠,能够很好地解决制氢装置开工期间的氢源问题,目前已经在多个炼油厂制氢装置中成功应用.     

新型PSA吸附剂在制氢装置上的应用

由于原料变化及PSA(变压吸附)能力限制,中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司(大庆石化)炼油厂制氢装置实际的产氢能力达不到用氢需求,在油品升级国Ⅳ、国Ⅴ时存在氢气缺口,根据大庆石化氢气平衡情况,为保证炼油厂油品升级的顺利完成,需要将制氢装置PSA提纯系统能力提高到44 dam3/h,以解决由于制氢装置中变气PSA能力不足带来的油品升级困难。2015年7月,对大庆石化炼油厂制氢装置进行了扩能改造,采用了HX5A-10H,HXNA-CO/10新型吸附剂,此种吸附剂相对传统的吸附剂具有强度高、吸附容量大、堆密度大等特点,使PSA装置吸附剂的装填比例更加优化,吸附剂动态吸附容量提高,同时进一步减小了吸附塔死空间,提高了PSA装置氢气收率及氢气产量,中变气PSA装置出口氢气纯度能够达到99.9%,氢气收率达到90%以上,为炼油厂油品升级提供了稳定的氢气保障。     

制氢转化炉运行问题分析和对策

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司40 dam3/h制氢装置自开工以来,转化炉陆续出现了低温板式换热器腐蚀窜漏;烟道堵塞导致排烟温度和炉膛负压居高不下;低负荷时氧体积分数在8％以上;转化炉热效率在85％以下;出口温度达不到设计值;管支吊系统配重脱落等问题.分析认为,燃料气管网系统硫含量超标;预热器预防露点腐蚀措施不完善;集气管的恒力弹簧支吊架没有调整平衡;滑轮配重系统固定和设计制造质量不合格等是主要原因.采取了在低温预热器入口增设翅片管式前置预热器;重新设计低温板式换热器;更换板厚为1.5 mm的铸铁板式换热器;更换转化炉管上下保温箱衬里等措施后,转化炉热效率提升至89％,运行状况有了很大改善.     

国内首套140dam3/h制氢装置技术特点

介绍中国石油广西石化分公司140 dam3/h制氢装置的生产运行情况,结合生产数据分析装置的技术特点.该装置采用先进的转化炉结构,确保装置安全平稳运行;充分利用装置低温余热并增加低低压蒸汽发生系统;增设预转化反应器以拓宽装置进料范围并降低装置能耗;采用双蒸汽系统提高蒸汽产率;设置先进的控制、联锁系统以保证装置的稳定性和可靠性.装置设计综合能耗145.26 GJ/t,实际运行能耗141.67 GJ/t,低于设计值.针对当前生产中存在的转化炉顶环境温度高、低低压蒸汽压力较低以及转化炉烟道盖板砖部分坍塌等技术问题探讨了相应的整改方案,为装置安全、高效、长周期运行奠定了基础.生产实际情况及运行数据表明,该装置在安全稳定运行、单位原料产氢率、装置能耗等方面具有一定的先进性.