催化裂化烟机长周期运行的影响因素分析与对策

熊敏智（长庆石化公司，陕西咸阳 712000）

催化裂化烟机长周期运行的影响因素分析与对策

熊敏智（长庆石化公司，陕西咸阳 712000）

长庆石化公司1.4MT/a催化裂化装置自2005年开厂至今，由烟机振动值偏高或烟机叶片断裂引发的烟机停机10次之多。本文通过对多次催化烟机出现的问题进行分析，提出对烟机运行的改进措施，以实现烟机的长周期平稳运行。

烟机；危害因素；长周期

1 烟机1.4Mt/a催化裂化装置运行工况

长庆石化公司自2005年开厂至今，由烟机振动值偏高或叶片断裂原因引发的烟机停机10次之多，其中有2次为烟机振动偏高切出烟机改备用主风机运行。

2006年4月3日烟机叶片断裂

2006年5月12日烟机振动突然升高，烟机动页磨损厉害，其中一个叶片断裂

2007年3月23日烟机叶片断裂

2009年2月19日主风机烟机叶轮损坏，主风机自保停车

2012年6月6日主机烟机叶片结垢，振动值升高

2012年8月15日烟机叶片断裂，闷床，开工时因焦块脱落致待生线路流化中断，装置紧急停工抢修。

2012年12月7日烟机振动波动，切换备机运行

2013年5月21日烟机振动波动，切换备机运行

2013年7月11日烟机叶片断裂3个，振动值升高，装置自保闷床，开备机机运行

2013月09月18日烟机3个叶片断裂，切换至备机运行

造成烟机停机的10次故障中，共有6次是因为烟机叶片断裂造成的，4次是因为烟机叶片结垢导致烟机振动值偏高，被迫停机检修。

2 烟机运行工况影响因素分析

2.1 烟机叶片断裂

当叶片均匀冲刷时，磨损对烟机转子平衡的影响不大，而当出现不均匀磨损时，转子动平衡遭到破坏，机组振动值上升。随着叶片冲蚀的日益加剧，叶片受损严重，同时机组振动逐渐加大，受损叶片在长期振动产生的交变应力的破坏下极易发生断裂，因为叶片突然断裂又会使烟机转子动平衡严重破坏，振动值巨幅上升。

2.2 烟机结垢

2.2.1 烟机结垢机理

根据目前所掌握的资料显示，大多数认为烟机结垢的成因，主要有烟气中催化剂细粉及钠、镁、铁、钙和钒盐等在轮盘冷却蒸汽的共同作用下在烟机的动静部件上聚集形成低熔点共晶体以及CO发生歧化反应后形成。当这些结垢物分布不均或在烟气湿度增加等情况下出现不均匀脱落时，必然会因起烟机转子动态不平衡，从而是烟机振动迅速上升。

2.2.2 操作分析

2.2.2.1 旋风分离器对烟机结垢的影响

长庆石化140Mt/a催化裂化共设有一级、二级旋风分离器10组，三级旋风分离器为卧旋式旋风分离器共计196根分离单管。在2012年8月停工抢修时发现再生器一组旋风分离器二级旋分套管脱焊移位，造成翼阀卡塞，二旋料腿卡塞，直接导致二旋失效，更多催化剂细粉进入下游三旋。二旋不畅造成进入三旋催化剂细粉和微粒数量的增加，聚集和黏结几率增加，进而导致三旋结垢倾向增加。

2012年8月检修时发现三旋单管堵塞，三旋共计196根单管，全堵塞78根，约占总数40%；部分堵塞29根，约占总数15%。三旋单管排尘口结垢和堵塞的同时，一些催化剂细粉在单管内的旋转和停留时间将增加，磨损的剥离产生高金属含量微粒的数量也必然会增加，当这一问题普遍出现时，三旋出口到烟机的催化剂微粒数量显著上升，结垢问题便会向烟机蔓延。

2.2.2.2 烟机轮盘蒸汽质量的控制

当轮盘冷却蒸汽温度低或带水时，由于直接与烟机转子接触，易造成烟机轮盘温度变化过大，造成烟机“翘头”，振动急剧增大，易造成催化剂的沉积；同时烟气中硫化物在烟机内低温蒸汽的作用下形成稀酸，极易造成动静部件的低温腐蚀，大大缩短烟机的使用寿命短，导致维修频次高，检修费用高。

2.2.2.3 控制进入再生器及烟气管线的蒸汽量

降低进入再生器的主风事故蒸汽、燃烧油雾化蒸汽以及再生斜管的松动蒸汽等，减少催化剂热崩，尤其在事故状态下重防止事故蒸汽大量进入再生器，防止催化剂粘结或堵塞三旋单管，从而影响再生器旋分及三旋效率，造成催化剂跑损或烟机入口颗粒浓度升高，加剧叶片结垢因素的形成。

催化再斜管松动蒸汽与非净化风并联，事故时采用松动蒸汽，正常运行时投用非净化风。建议将燃烧油雾化蒸汽和烟气入口高温闸阀吃扫及冷却蒸汽改为并联非净化风，事故状态时投用冷却蒸汽，正常状态投用非净化风，这样即可以避免蒸汽带水也可以减少蒸汽带入量，从而减少烟机叶片结垢的机率。

3 烟机长周期运行对策

3.1 在反应操作过程中，根据处理量和原料性质的变化及时调整催化操作，优化再生烧焦和主风量的配比，防止操作大幅波动。

3.2 对再生器一级、二级旋风分离器进行检修及整改（在2013年10月将彻底更换一段、二段共10组旋风分离器，至今已连续平稳运行400余天）。

3.3 反再系统合理使用蒸汽，减少烟气中蒸汽含量。建议将燃烧油雾化蒸汽和烟气入口高温闸阀吃扫及冷却蒸汽改为并联非净化风。

3.4 严格控制烟机轮盘冷却蒸汽和密封蒸汽品质，保证蒸汽温度在220-260℃，严格控制轮盘温度在320-350℃。

3.5 严格控制再生器温度，三旋入口温度控制在690-700℃，烟机入口温度不大于670，防止超温引起的设备开裂及变形和影响烟机寿命。

3.6 提高再生器再生效果，控制烟气中CO含量，避免歧化反应形成黑垢或者灰垢。