德士古气化炉炉壁超温的对策

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1、德士古气化炉炉壁超温的对策杜永法(镇海炼化股份有限公司，浙江宁波，)2006-10-12   德士古渣油气化炉分上下两部分，上半部为燃烧室，下半部为激冷室。燃烧室的操作温度为1350℃，操作压力为8.53MPa。为防止气化炉壳体失强，燃烧室内衬耐火衬里。燃烧室壳体材质为SCMV3，壳体的设计温度为400℃。在燃烧室壳体外表面设置有表面热电偶，对炉体外表温度进行监测，当壁温超过302℃时，就会发出报警信号。自1983年底试车投用，气化炉炉壁超温现象时有发生，造成装置减负荷生产，甚至停车抢修。1 烧嘴原因造成的壁温异常   1.1 氧气喷嘴内有异

2、物   1990年12月28日15：45，在装置停工检修中，2#气化炉更换锥底和炉口全部耐火衬里，投料后不久，炉拱顶和颈部超温报警，实测温度达到330℃。经检查各项工艺操作参数正常，耐火衬里是新的，烧嘴是新修复的。停炉后吊出烧嘴检查，发现烧嘴氧气喷嘴内有1个直径27mm、高度12mm不锈钢衬环，是氧气喷嘴端面堆焊高温合金时衬上的，在喷嘴端面金加工后，忘记取掉而遗留下来。更换烧嘴后投料运行，一切正常。1.2 低负荷运行造成氧气喷嘴烧损   3#气化炉大修后，于2002年4月12日9：55投料，为配合变换炉催化剂硫化，在低负荷下运行。当天多次对气

3、化炉壁温进行检测，未发现异常。4月13日4：00开始加负荷，9：00左右对气化炉壁温进行检测，简体壁温正常，但炉颈部壁温最高达433℃，且四周温度均高，高点温差不大。降负荷后，炉颈温度逐渐下降，16：00左右，炉颈温度下降到285℃左右。14日0：38停3#炉，9：00左右吊出烧嘴，发现氧气喷嘴烧损较大，缩进量由原始的1.85～1.97mm增加到3.72～4.95mm。氧气喷嘴烧损问题以往也曾发生，但这次使用时间更短。   2004年12月上旬，因尿素装置处理汽提塔问题，合成氨装置低负荷运行3d，恢复正常负荷时，2台气化炉都出现炉颈部壁温高报

4、警，烧嘴冷却水回水温度上升，炉顶部发出异常声音。倒炉处理后检查发现，2台气化炉氧气烧嘴都已烧损。   超温原因：低负荷时，入炉的物料体积流量大幅减少，出烧嘴物料的流速急剧降低，火焰黑区大大缩短，雾化角度扩大，回流区缩小，燃烧区上移，向火面温度升高，气化炉上部炉壁温度随之升高。同时，烧嘴部位温度升高，低负荷下雾化不好，造成烧嘴部位局部过氧，使氧气喷嘴烧损。喷嘴烧损后，雾化状况进一步恶化，火焰形态发生变化，在局部区域产生过氧超温。1.3 原料油质量差，造成喷嘴烧损或结垢   从2003年下半年开始，气化炉因烧嘴损坏、壁温超温等实施的倒炉操作大幅增

5、加，尤其是2004年，仅1月，同原因的倒炉就达4次，给油气化及合成氨、尿素装置的生产带来极大的困难，影响到全公司的溶剂脱油沥青(DOA)平衡和向炼油装置的供风、供氢、供氮。   几次烧嘴解体，均发现氧气喷嘴头部烧损，燃油通道从头至尾基本被结垢物所堵，烧嘴头内侧清除结垢物后表面光滑，而外侧离端部60～110mm处，局部区域烧损减薄严重，甚至穿孔。   主要原因：气化炉使用的原料DOA中灰分过高，引起烧嘴油通道局部结垢堵塞，出烧嘴DOA偏流，造成氧气喷嘴局部过氧损坏；火焰偏向燃烧甚至返舔烧嘴，而燃油通道距烧嘴头部60～110mm范围是冷却水管保护

6、不到的区域，容易被烧坏；火焰返舔烧嘴和炉膛内高温气体的返混加剧，使烧嘴冷却水温升高，也使炉壁温度升高。1.4 处理对策   1)加强烧嘴投用前的检查，确保烧嘴的质量，避免有问题的烧嘴投入使用。   2)尽量避免低负荷工况运行。必要时，适当增加蒸汽量，提高物料出烧嘴的流速，尽量使高温火焰远离喷嘴，以提高喷嘴的使用寿命。   3)对溶脱装置的DOA产量和掺入溶脱装置的Ⅱ催化油浆量进行限制，以降低DOA中的灰分，改善气化炉的原料，避免烧嘴燃油通道结垢，从而保持烧嘴火焰的正常形态，避免烧嘴损坏。   4)将烧嘴冷却盘管连同燃油通道外筒用高密度耐火浇注

7、料浇成一体，由耐高温的无机耐火材料来保护烧嘴外喷嘴和冷却盘管，避免火焰对烧嘴燃油通道头部的烧损。2 炉颈部位的炉壁超温   气化炉炉颈部是超温发生最多的部位，3台气化炉投用以来，炉颈部发生的超温现象在100次以上，除了因烧嘴损坏和操作原因造成的超温外，炉口耐火衬里损坏是炉颈部超温的主要原因。2.1 炉口耐火衬里损坏   1990年7月18日，1#气化炉炉颈部位开始频繁报警，炉壁温度在280～390℃波动。1990年8月1日，利用渣油泵跳车的机会，对1#气化炉进行抢修。吊出烧嘴，打开上封头进行检查，炉顶部陶纤毡已经跑光，炉口耐火砖和拱顶耐火砖完

8、好，但炉口浇注料上方的刚玉封盖层在东、西两个方向上各出现1个空洞，刚玉封盖层下的浇注料已经掏空，深度约300mm。空洞的位置正好与平时检测到的炉外壁超温位置相对应，