机械清焦在延迟焦化加热炉的应用.doc

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1、机械清焦在延迟焦化加热炉的应用冯虎成，龚颂泉摘要：长岭分公司1.2Mt/a延迟焦化装置加热炉于2011年10月首次实施了机械清焦作业。机械清焦是利用清焦球作为清焦工具，用泵打出2MPa~4MPa压力的水流，将附着在炉管内壁上的焦层及盐垢刮除干净。与传统清焦作业相比，机械清焦对炉管内壁无伤害，同时清焦更加彻底。关键词：延迟焦化机械清焦加热炉应用延迟焦化反应是指渣油在加热炉的入口处注入一定量的软化水，以使油品在炉管内的流速达到一定的值，使其焦化反应延迟到焦炭塔内进行。延迟焦化加热炉是一台反应裂解炉，渣油在炉管内被快速加热升温到500℃左右，由于加热炉的辐射段温度超过了渣油临界结焦温度，部分渣

2、油组分会发生热裂解和缩合反应，炉管内就产生结焦现象。焦化加热炉炉管结焦后一般通过停工或在线烧焦、机械清焦等处理。长岭分公司延迟焦化装置于2011年9月26日起全面停工检修，10月6日至13日对焦化炉303进行了机械清焦作业。在此前一个月，炉303进行了在线烧焦作业。焦化加热炉303对流段及辐射段共152根，炉管全部为Cr5Mo合金炉管，其中，辐射管组规格：直径为φ114.3mm×壁厚8.56mm×单根长度16.3m×104根；对流炉管组规格：直径为φ114.3mm×壁厚8.56mm×单根长度16.3m×48根，炉管总长2477m。1机械清焦原理机械清焦采用机械方法在炉管入口、出口通过特殊

3、管道与清焦工程车相连接，发射由弹性的高密度发泡塑料合成树脂制成，外形如子弹状，在其体上装有清焦钉头的清焦球。球体由设备发出的水压推动（水压最大4MPa，正常2MPa左右），通过球体与炉管焦体机械磨擦，清除结焦物。清焦球有多种规格，适合直径50mm～300mm的炉管或管道。当管道或炉管完全堵塞的情况下，不能进行清理工作。清焦球材质是合成树脂，制造时要比管子的内径稍大一些，由于它具有很好的弹性，且收缩率较大(可达15%～65%)，能够很容易地通过弯管、T形管、U形管及短直径弯管等。钉头的形状有方形、半圆头锉刀形等，使用的材质比结垢硬、比热管软，其目的在于不损伤管的内壁面，一般根据加热管的材质

4、来选择清焦的钉头。清焦球外型见图1，清焦球运行状况见图2。图1清焦球外形图图2清焦球在弯头处运行示意图2机械清焦准备工作（1）机械清焦前，将加热炉炉管进行退油和炉管吹扫并将炉管及炉室温度降至100℃以下。（2）清焦前进行技术交底，定位现场设备安装位置（发射器和接收器位置）。（3）拆除炉管进口和出口处阀门及法兰，以便于安装清焦发射器和接收器，不进行清焦的管线需安装盲板以保护管线，并拆除炉管内所有插入炉管内部阻碍清焦球通过的热电偶及套管，并将开口用盲板盲死。（4）确定现场水源和污水排放位置。（5）确保供风和供电设备风源（0.7MPa接头DN20）、电源（220V16A）。（6）安排专人拆卸、

5、安装法兰以及现场协调人员。3机械清焦流程和主要操作机械清焦流程见图3。（1）在机械清焦前，在加热炉A路对流室入口和辐射室出口安装转向弯头，并将其接至机械清焦专用发射器上，确保清焦流程正确畅通。（2）将管道进出口处的2个发射器连接上高压管软，管另一端连接高压水泵的两个端口，使炉管的进出口及水泵形成一个环状循环。（3）打开发射器，放入清焦测试球后关闭发射器。利用高压水流将清焦测试球送入要清焦的管道内，清焦测试球经过循环后被管道另一端发射器回收。从回收的清焦测试球外观来判断管道内的结焦情况。图3机械清焦流程示意图（4）根据回收的清焦测试球情况选择合适的清焦球放入发射器进行管道清理。清焦球在管道

6、内一端通过水压被推向管道另一端，清焦球通过表明突出的金属颗粒对管道内径表面实施机械摩擦，当清焦球到达管道的另一端时改变水流方向，使清焦球返回，从而形成反复机械摩擦管道。（5）经过几个回合后，再放入另一个直径稍大的清焦球来回清理。清焦球由小到大进行清理至炉管清理干净，确定炉管清理干净后放入最后一个大于炉管直径7%的清焦球进行来回清扫，以保证彻底完全清理干净。（6）管道清理完毕后再放入清焦测试球来观察管道内情况，确保最好的清焦效果。前后两次清焦测试球状况对比见图4。图4前后两次清焦测试球状况对比4炉管结焦情况判断（1）在加热炉机械清焦过程中，可根据各路炉管清焦前后水流颜色、压力和流量变化判断

7、管内结焦情况。清焦前期，水流颜色呈黑色，水流压力和流量变化范围大说明炉管内有焦堵；清焦后期，清焦球紧贴炉管运行，水流颜色呈铁锈的颜色，水流压力和流量稳定说明炉管内焦垢被清理干净。（2）根据清焦球颜色和附着物判断管内结焦厚度。炉管内焦垢多，打出来的清焦球附着物多且颜色呈黑色。如图4所示为首次进入炉管和最后一次进入炉管的清焦球颜色变化对比。（3）根据清出的焦块和焦粉判断炉管内结焦情况。对清理出来的焦垢和焦粉进行物质组成分析，可以得出炉管