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（中國石化齊魯石化分公司，山東淄博  255400）

摘  要：本文通過針對裂解爐爐膛內(nèi)內(nèi)爐管及輻射段進(jìn)出料爐管清焦方法優(yōu)化改進(jìn)，清理徹底，效果較好，安全性較高，用時短，同時在清理過程中能夠避免燒焦廢氣的排放，達(dá)到目前的環(huán)保形勢要求。

關(guān)鍵詞：裂解爐；汽化器；機(jī)械清焦；爐管；看火門

引  言

1  裂解爐簡介及運(yùn)行狀況

1.1  裂解爐簡介

中國石化齊魯分公司氯堿廠氯乙烯裝置裂解爐由德國伍德公司提供工藝軟件包、加拿大FOSTER WHEELER公司完成基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。二氯乙烷裂解爐為側(cè)壁燒嘴的方箱爐形式，以天然氣或碳四液化氣為燃料，單臺裂解爐設(shè)計(jì)值：雙爐管，裂解原料二氯乙烷進(jìn)料量為72噸/小時，產(chǎn)氯乙烯單體25噸/小時，年產(chǎn)氯乙烯單體20萬噸、熱負(fù)荷24MW、熱效率設(shè)計(jì)保證值大于90%、裂解爐出口溫度480℃、EDC裂解率55%。

本裝置裂解爐共有A、B兩臺，裂解爐的型式是箱式（雙蛇管）對流輻射型，爐體長22.5m，寬3.5m，高9.75m，爐外殼為4.5mm厚的鋼板，輻射段內(nèi)襯250mm的耐火磚，對流段內(nèi)襯150mm的耐火磚，裂解爐有兩個矩型疊置式燃燒室（輻射段和對流段）組成，爐體下部為輻射段，上半部分為對流段，每臺爐子有96套燃燒火嘴，分布在爐子的兩側(cè)壁上，每側(cè)爐壁上有四排，每排有12個火嘴，火嘴燃燒的燃料為焦化干氣、天然氣或氣相液化氣（C4）。爐堂內(nèi)蛇管水平排列，對流段有16根翅片管，8根光管，用于回收煙道氣熱量，輻射段有40根光管，用于二氯乙烷過熱和裂解。

1.2  裂解爐的設(shè)計(jì)參數(shù)

1.3  工藝流程簡述

精制液相EDC經(jīng)過蒸汽加熱、對流段加熱后進(jìn)入汽化器，和裂解爐出來的熱物料進(jìn)行換熱，以氣相的形式進(jìn)入裂解爐輻射段，受熱分解為氯乙烯和氯化氫。從輻射段出來的EDC、VCM和HCl的混合熱物料（480℃，大約1.6MPa）進(jìn)入汽化器，和進(jìn)料液相EDC換熱，溫度降為270℃后進(jìn)入急冷塔(急冷塔的操作壓力為1.53 MPa)，之后分離精制。

2  裂解爐運(yùn)行狀況分析

2.1  爐管采用傳統(tǒng)蒸汽-空氣燒焦法

氯乙烯裝置裂解爐設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)周期為1年，目前爐管仍采用傳統(tǒng)的蒸汽-空氣燒焦法，作業(yè)過程時間長，能耗高，除焦不徹底燒焦時間較長，約需7天左右時間。每年每臺需定期蒸汽空氣燒焦一次，燒焦期間物耗能耗計(jì)算如下：

兩臺裂解爐每年計(jì)劃燒焦作業(yè)四次，每燒焦一次氮?dú)庥昧吭?0000m3左右，蒸汽用量大概是72h*9t/h=648t，燃料氣用量（按焦化干氣計(jì)算）72h*500m3/h=36000m3，每次燒焦物耗能耗費(fèi)用約為：（10000×0.84+648×148+36×0.921×2051）×4=68萬元左右。

蒸汽空氣燒焦時要求每兩小時現(xiàn)場用蒸汽對爐管進(jìn)行脈沖，需定期切換火嘴。141/142R001燒焦作業(yè)平臺不僅空間狹小，管線密集，而且燒焦時管線高溫高壓，有燒傷燙傷的危險(xiǎn)存在，不利于職工安全操作。發(fā)生緊急情況時由于空間狹小人員無法安全撤離。

現(xiàn)有的蒸汽空氣混合燒焦作業(yè)操作平臺狹小，不利于安全操作。另外燒焦徹底不徹底無法直觀監(jiān)測，燒焦時有可能存在燒不到的盲點(diǎn)死區(qū)，尤其是爐管彎頭部位。

2.2  進(jìn)出料爐管的汽化器殼程清理難度大

兩臺裂解爐進(jìn)出料爐管經(jīng)過的汽化器殼程無法徹底清理，從根本上導(dǎo)致裂解爐運(yùn)行周期越來越短。一是汽化器內(nèi)的清理主要靠進(jìn)人用銅錘、銅鏟等工具進(jìn)行人工清焦，內(nèi)部空間狹小，邊緣死角等處無法清理到，運(yùn)行15年以來堆積積攢的老焦硬化，厚度增加，內(nèi)徑DN250mm的降液管已經(jīng)變成50mm的孔徑。二是自原始開車以來從未進(jìn)行過高壓水清理，主要是由于物料含有氯化氫、二氯乙烷等酸性介質(zhì)，進(jìn)水后干燥不合格會對設(shè)備造成腐蝕損壞，曾在2013年期間，計(jì)劃使用高壓水清理，但因?yàn)閮?nèi)部空間限制，施工隊(duì)伍沒有有效的高壓水清理方法，無法付諸實(shí)施。

2.3  裂解爐看火門處熱損失大

隨著裂解爐使用年限的增加，爐體會發(fā)生一定的整體變形，導(dǎo)致各密封面變形，密封效果下降，空氣由密封面泄漏進(jìn)爐膛的量增加，導(dǎo)致過?？諝庀禂?shù)增加。為維持熱負(fù)荷，燃料消耗量增加，熱效率降低，裂解爐煙氣排放量增加，裂解爐運(yùn)行操作難度增大。

多余的空氣泄漏途徑主要有兩個渠道。一是通過輻射段看火門（每臺裂解爐安裝56個）的密封面漏入爐膛。二是通過對流段、輻射段出入口爐管穿越爐體部位進(jìn)入爐體內(nèi)。

3  優(yōu)化措施的實(shí)施情況及效果測評

3.1  對爐管采用PIG機(jī)械清焦技術(shù)

爐管內(nèi)的熱電偶抽出后，采用在線PIG（清焦球）機(jī)械清焦技術(shù)實(shí)現(xiàn)全程爐管機(jī)械清焦，實(shí)施后優(yōu)勢有三點(diǎn)：一是安全環(huán)保，并減少了作業(yè)過程中的操作風(fēng)險(xiǎn)；二是耗時短，減短了裂解爐燒焦作業(yè)檢修時間，每次燒焦預(yù)計(jì)可減少兩天；三是清焦效果好，對爐管損傷小，清焦更徹底，可避免燒焦時無法燒掉的焦炭在爐管內(nèi)日積月累。

PIG（清焦球）機(jī)械清焦技術(shù)主要用于爐管內(nèi)壁的清焦，工作原理是將清焦設(shè)備、發(fā)射器以及高壓軟管與爐管進(jìn)、出口連接形成回路，通過清焦設(shè)備帶動高壓水泵推動清焦球在爐管內(nèi)往返摩擦運(yùn)動，從而達(dá)到全管程、全通徑、無縫隙的清洗目的。且清焦球有多種規(guī)格，適合結(jié)焦后內(nèi)徑大于50mm小于300mm的爐管，過程對爐管內(nèi)壁無損傷，清理污垢及廢水集中進(jìn)行無害處理，對環(huán)境無污染。

本次檢修具體實(shí)施過程如下：

①將10支輻射段爐管管內(nèi)熱電偶套筒抽出，安裝提前制作的長桿絲堵，保證清焦時不漏出水。

②分別在對流段出入口、輻射段出入口安裝預(yù)制的機(jī)械清焦短節(jié)，連接發(fā)射器及清焦設(shè)備。

③機(jī)械清焦后效果。

④和其它爐管清焦方法對比：

3.2  對汽化器殼程采用大直徑管道清洗技術(shù)（RotoFan）

大直徑管道清洗技術(shù)是一個由成套先進(jìn)的輔助設(shè)備配合高壓力、大流量水泵進(jìn)行管道清洗的技術(shù)，整套設(shè)備完全由自動操控系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以安全、快捷、高效的進(jìn)行清洗工作。

本次檢修對汽化器的十二根降液管進(jìn)行了徹底清理，恢復(fù)到降液管原有DN250mm管徑，清出的焦炭最大塊厚度近70mm。

3.3  采用新型式看火門減少熱損失

多回路一體式新型節(jié)能看火門由看火孔門塞+反向密封補(bǔ)償座+柔性密封墊組成。反向補(bǔ)償座主要補(bǔ)償看火孔倒四棱臺型造成的厚度變薄缺陷，增強(qiáng)保溫效果；看火孔門塞主要為密封觀火孔，增強(qiáng)保溫效果，減少空氣進(jìn)入；內(nèi)側(cè)柔性密封襯墊主要是密封反向補(bǔ)償座與爐襯間的縫隙，補(bǔ)償鋼板凹凸不平，便于固定；外側(cè)柔性密封襯墊主要是緩沖看火孔門塞與補(bǔ)償座間的碰撞和密封兩者間的縫隙。

看火門改造更換后經(jīng)過測量對比，老式看火門現(xiàn)場外壁測量溫度均在75℃左右，而新型一體式看火孔外壁測量溫度均在25℃左右，效果明顯，外壁溫度降低了65%，大大地減少熱能的損失，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排目標(biāo)。

4  總結(jié)

氯堿工藝裂解爐在檢維修中逐步采取一些新技術(shù)、新方法，在檢維修過程中還會存在一些需要改進(jìn)優(yōu)化的地方，像是裂解爐爐管內(nèi)熱電偶每次拆裝抽出套管的時候，由于熱電偶護(hù)套管過長和爐管彎頭連接處絲扣容易擰斷，需要改進(jìn)爐管內(nèi)熱電偶的型式，便于拆裝?？傊@些利于檢維修的新技術(shù)、新方法的使用可以更有效的進(jìn)行裂解爐檢維修施工，安全環(huán)保，節(jié)約能源，降本減費(fèi)，挖潛增效。

第一作者介紹：鞏雷，男，出生于1982年12月，2006年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)工作于中國石油化工股份有限公司齊魯分公司氯堿廠氯乙烯車間，就職車間副主任、工程師職稱，從事于設(shè)備管理工作。