1、新技術在延遲焦化裝置水力除焦系統(tǒng)的應用解學仕 張立海 趙子明中國石油化工股份公司濟南分公司(山東 濟南 250101)摘要:中國石油化工股份有限公司濟南分公司不斷利用新技術對延遲焦化裝置水力除焦系統(tǒng)進行改進,其中包括采用DCS控制系統(tǒng)、在DCS上采用故障快速檢測系統(tǒng)、在電動絞車上采用帶自動平衡電阻單元變頻技術、采用鉆具位移數(shù)字模擬顯示系統(tǒng)、采用全自動切焦器以及應用無密封保溫自吸泵等等.這些改進措施的實施加強了 水力除焦系統(tǒng)的過程控制,保證了 裝置的安、穩(wěn)、優(yōu)、長運行.關鍵詞:延遲焦化裝置 水力除焦 新技術 應用延遲焦化裝置采用周期性除焦的生產方式,生焦周期一般為24h,期間有換塔、小吹氣、大吹

2、氣、小給水、大給水、放水、除焦、除焦塔試壓、瓦斯預熱、瓦斯循環(huán)等工序,每道工序的時間性都特別強.其中水力除焦系統(tǒng)由于涉及特種設備多、使用過程中故障率高(據(jù)統(tǒng)計水力除焦系統(tǒng)設備故障率約占整個延遲焦化裝置設備故障率的70以上)以及維修維護工作量大,其運行狀況直接影響到延遲焦化裝置的長周期安全運行.中國石化股份公司濟南分公司500kt/a延遲焦化裝置于建成投產,該裝置采用單井架水力除焦,兩套水力除焦設備共用一套水力除焦程序控制系統(tǒng).在裝置的建設和運行過程中,不斷應用新技術對設備進行選型、對工藝流程進行改進、對操作進行過程控制,從而使延遲焦化裝置自開工至今,水力除焦系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了 優(yōu)質運行,達到了

3、國內先進水平.1 水力除焦系統(tǒng)的技術改進1.1 工藝流程及操作上的改進切焦水質的狀況直接影響到除焦設備能否安、穩(wěn)、優(yōu)、長運行.初始設計時,該裝置三位閥回流切焦水至切焦水罐底部,考慮到三位閥在回流位置時,這部分回流水極易攪起切焦水罐底部的焦粉,使大量焦粉進入切焦水管線,由于切焦水壓力高達20米Pa以上,這些焦粉極易造成設備及管線的沖刷腐蝕,另外這些焦粉還易造成以下設備故障:(1)高壓水泵入口過濾器堵塞,高壓水泵入口壓力低,高壓水泵無法啟動.(2)三位閥回流部分孔板堵塞,高壓水泵啟動時發(fā)生氣蝕現(xiàn)象,造成高壓水泵無法工作.(3)三位閥部分預沖孔板堵塞,高壓水管線預沖壓力低,預沖壓力開關不動作,三位閥

4、無法實現(xiàn)由預沖到全開的切換.(4)切焦器兩位四通閥切換不靈,無法實現(xiàn)切焦器鉆孔、切焦自動切換.(5)切焦器閥芯不到位,高壓水壓力低,流量大,無法除焦.為此,將三位閥回流水由切焦水罐底部改至一級沉淀池.另外從利于切焦水中焦粉逐級沉淀、減少焦粉的逐級攜帶方面考慮,要求貯焦池、一級沉淀池、二級沉淀池、吸水池和切焦水罐保持較高水位.以上措施使切焦水水質較為干凈,有效地保證了 水力除焦系統(tǒng)的安、穩(wěn)、優(yōu)、長運行.1.2 采用DCS控制系統(tǒng)濟南分公司延遲焦化裝置水力除焦系統(tǒng)采用的是日本恒河公司開放型智能自動化控制系統(tǒng),配置了 濟南分公司儀表車間自行開發(fā)的軟件.該系統(tǒng)為國內首套延遲焦化裝置水力除焦DCS控制系

5、統(tǒng),集中處理過程數(shù)據(jù),完成數(shù)據(jù)收集、信息處理、過程控制、安全報警等控制功能.水力除焦系統(tǒng)的主要參數(shù)都通過I/O(輸入輸出)進入DCS進行調節(jié)、記錄、顯示、報警等操作,水力除焦系統(tǒng)的運行狀態(tài)均在DCS上顯示.對于影響正常操作的參數(shù)和聯(lián)鎖保護,在DCS設報警檢測.以上功能使自動化儀表系統(tǒng)的可靠性得到極大的提高,實現(xiàn)了 系統(tǒng)資源的集中管理,方便并豐富了 人機互動,實際應用效果很好.1.3 在DCS上采用故障快速檢測系統(tǒng)本裝置的程控系統(tǒng)在國內水力除焦DCS系統(tǒng)中首次配備了 順序故障顯示記錄儀,可對系統(tǒng)中的聯(lián)鎖故障點進行監(jiān)視.其采用的RSS-01具有1毫秒的時間分辨率,可連續(xù)監(jiān)視32路開關量信號,自動依

6、次準確記錄全部輸入信號發(fā)生跳變的時間、相對順序及開關狀態(tài),從而使維護人員和操作人員能夠迅速準確地了 解事故經過,判斷故障原因,為故障的及時排除贏得時間.1.4 電動絞車采用帶自動平衡電阻單元的變頻技術,實現(xiàn)無故障無級變速功能將變頻技術應用到水力除焦控制系統(tǒng)中的電動絞車中,完全擺脫了 機械換檔變速頻繁不變、變速故障率高的缺點.在電動絞車的使用過程中,由于變頻調速及鉆機升降切換頻繁,變頻器經常出現(xiàn)跳閘停電現(xiàn)象,嚴重影響了 除焦的安全操作,為此,在國內焦化延遲裝置電動絞車變頻調速系統(tǒng)中首次應用了 自動平衡電阻單元,使變頻器的可靠性明顯提高,自使用至今,再未發(fā)生過變頻器跳閘問題.以上技術的應用減輕了

7、操作人員的勞動強度 ,大大節(jié)省了 除焦時間和高壓水泵的電耗.1.5 采用鉆具位移數(shù)字模擬顯示系統(tǒng)在水力除焦系統(tǒng)配備了 鉆具位移數(shù)字模擬顯示系統(tǒng),實現(xiàn)了 塔頂操作柜及DCS畫面上的儀表顯示,操作人員可隨時準確地觀察到鉆具在塔內的位置,準確地進行除焦操作,同時可通過該顯示系統(tǒng)判斷焦炭采樣、焦炭塔吹管試壓時間,方便了 操作.1.6 采用全自動切焦器采用新型全自動切換切焦器,通過除焦控制閥控制水壓的變化,實現(xiàn)了 鉆具不用出塔,切焦器即可自動完成鉆孔和切焦狀態(tài)的相互切換.全自動切焦器的應用,降低了 操作人員的勞動強度 ,節(jié)省了 除焦時間和高壓水泵的電耗.此外,在除焦過程中如發(fā)生卡鉆故障,可通過全自動切焦

8、器鉆孔及切焦狀態(tài)的互相轉換,排除故障,提高了 除焦操作的安全性.1.7 應用無密封保溫自吸泵國內延遲焦化裝置切焦水提升泵一般采用螺桿泵或離心泵,由于切焦水中含有焦粉,介質工況惡劣,密封泄漏較頻繁,維修維護工作量大,維護成本高.因此,本裝置在國內首次采用了 無密封保溫自吸泵作為切焦水提升泵,由于該泵無機械密封,徹底避免了 密封泄漏情況的發(fā)生,使用兩年來,該泵從未進行過維修,使用狀況良好.1.8 改進風動馬達的潤滑方式為延長風動馬達的使用壽命,在延遲焦化裝置的設計過程中,對風動馬達進行了 風線加油霧器的動改.但開工后,風動馬達頻繁出現(xiàn)故障,更換頻繁.將馬達拆開進行檢查,發(fā)現(xiàn)其存在以下問題:(1)馬

9、達葉片遇油分,致使使用過程中葉片強度 不足出現(xiàn)斷裂.(2)行星減速器軸承處潤滑脂滲透困難,出現(xiàn)抱死現(xiàn)象.(3)部分葉片與轉子摩擦處有發(fā)黑現(xiàn)象,油霧器上油不足.(4)潤滑油堵住消音器通道,馬達過風不足.為此實施了 以下改進:(1)選用耐油合格葉片.(2)減速器由潤滑脂潤滑改為潤滑油潤滑.(3)保證油霧器上油良好,規(guī)定油霧器上油量不少于60滴/米in.(4)消音器由一體式不可拆分結構改為可拆分結構,發(fā)現(xiàn)馬達轉速下降,及時拆下并清潔消音器.以上措施的實施,大大延長了 風動馬達的使用壽命,風動馬達的更換周期由最初的每月更換兩次延長為接近八個月更換一次.1.9 改進行車抓斗,減少行車故障率由于行車的介質

10、為焦粉,且水質復雜,抓斗在使用過程中經常出現(xiàn)軸承損壞現(xiàn)象,為此與維修單位聯(lián)系,將抓斗中的軸承由普通軸承改為密封軸承,避免軸承因潤滑不良而出現(xiàn)損壞.另外針對鋼絲繩脫槽、鋼絲繩斷裂頻繁發(fā)生的實際情況,一方面對抓斗滑輪部位加裝鋼絲繩防脫板,另一方面改進鋼絲繩規(guī)格,提高了 鋼絲繩的機械性能,以上措施使鋼絲繩脫槽間隔由每周3次延長到每月一次左右,鋼絲繩斷裂時間由每周一次延長為每月兩次左右.1.10 改進風動扳手選型及使用,延長塔蓋螺栓、鋼圈墊、風動扳手使用壽命風動扳手、焦炭塔鋼圈墊、螺栓為延遲焦化裝置的易損部件,一般情況下,風動扳手每年約損耗30把,焦炭塔頂、底蓋鋼圈墊的損耗每年各約4個,螺栓約每年更換一次.根據(jù)使用過程中螺栓損壞嚴重、鋼圈墊更換頻繁的實際情況,重新選用合適扭矩的風動扳手,改變以往硬上、盲上螺栓的習慣,在螺栓上涂抹高溫防燒劑,在拆卸螺栓過程中,要求用均力、用好力,減少了 風動扳手及螺栓的