预热炉运行总结及改进措施

预热炉运行总结及改进措施

王丽平

（山西焦化股份有限公司，山西 洪洞041606）

［摘  要］ 针对甲醇装置预热炉运行中出现的问题，结合预热炉历年来的运行数据、故障及检修情况进行原因分析，认为在设备设计、工艺设计、技术管理等方面存在缺陷，采取相应的改进措施后，保障了转化系统的安全、稳定运行。

［关键词］ 预热炉；运行情况；氧气管道泄漏；原因分析；改进措施

    ［中图分类号］ TQ 223.12⁺1  ［文献标志码］ B  ［文章编号］  1004-9932（2017）01-0038-04

1  预热炉简介

山西焦化股份有限公司200 kt/a甲醇装置预热炉原始设计为立式圆筒管式炉，辐射段对入转化炉的蒸汽和焦炉气进行预热，对流段对入转化炉的氧气和蒸汽进行预热，以满足转化炉的反应条件；对流段上部对锅炉水进行预热，以回收烟气余热。可见，预热炉是甲醇装置中的重要设备，一旦发生故障，转化系统乃至整个甲醇装置必须紧急停车处理，其是否正常运行直接影响甲醇装置的安全、稳定运行。

1.1  设备技术参数

预热炉燃烧空间燃烧气为合成弛放气，其低热值为10 021 kJ/m³，消耗量为3 300 m³/h；进燃烧器合成弛放气压力3～8 kPa、温度 40 ℃。预热炉内加热空间辐射段和对流段技术参数如表1。

  表1  预热炉内加热空间辐射段和对流段技术参数

    注：设备技术参数摘录于设计院图纸原始数据。

1.2  设备特性参数

预热炉壳体内径5 156 mm、H=23 842 mm，烟囱高16 000 mm，材质为Q235-A；预热炉内设有加热管，管外介质为燃料气，管内介质为焦炉气、蒸汽、锅炉水。预热炉内加热管特性参数如表2。

表2  预热炉内加热管特性参数

注：设备特性参数摘录于设计院图纸原始数据。

2  预热炉的运行情况

公司预热炉于2006年设计，2007年完成安装，2008年5月投用，截至2015年4月5日累计运行43 816 h，部分运行数据见表3。

表3  预热炉运行数据

预热炉自2008年投用后至2015年，运行期间共发生过8次设备异常事故，具体如下。

（1）2008年5月28日，预热炉辐射段出口法兰泄漏，停车对垫片及螺栓进行更换。原因分析：安装质量方面的问题，螺栓选材错误。

（2）2008年6月8日，辐射段出口集气管联箱焊缝出现裂纹，停车进行补焊。原因分析：联箱制造焊接质量不合格。

（3）2008年7月22日，预热炉对流段锅炉水换热管泄漏，因修复困难、施工难度大，经专题会议研究决定将锅炉给水管道自炉外短接，锅炉给水进出口联箱处进行了封堵。原因分析：对流段锅炉水换热管制造质量差。

（4）2009年11月29日，辐射段出口联箱与盘管角焊缝发生泄漏，系统停车对漏点进行补焊。原因分析：辐射段盘管出口管与联箱的焊接结构原始设计和焊接工艺不完善；角焊缝存在焊角高度不够且未焊透的问题。

（5）2010年6月19日，辐射段出口联箱与盘管角焊缝处再次发生泄漏，停车对联箱进行改造、更换，彻底解决了设计方面存在的缺陷。

（6）2014年7月9日，辐射段联箱出口配对法兰裂缝泄漏。原因分析：配对法兰与管道在原始安装过程中存在错边现象，且该管道热膨胀应力集中在法兰高颈过渡区，运行过程中由于应力过大而导致裂纹产生。进一步检查发现联箱法兰高颈部位存在裂纹，对联箱法兰及配对法兰进行了更换。

（7）2015年2月15日19：24，正常生产中，进入转化炉的氧气流量（F60611）突然由7 453 m³/h涨至8 066 m³/h，氧气压力由2.29 MPa降至2.21 MPa，预热炉出口氧气温度由353 ℃涨至370 ℃，转化炉热点(T60608)由961 ℃降至908 ℃，转化炉热点温度最高只能达到954 ℃，其余指标均正常；现场检查，预热炉内声音异常。经检查分析，确定为预热炉内氧气+蒸汽换热列管泄漏。系统停车后，经综合考虑决定不对预热炉进行解体检查，在外部对3根炉管分别进行试压查漏，最内层盘管压力升不起来，判断此根盘管泄漏。于是对该盘管进行了两头封堵后于2015年2月19日重新开车，系统维持80%的负荷生产，同时甲醇厂制订了《预热炉监控运行措施》、《预热炉氧气炉管泄漏应急预案》。

更多内容详见《中氮肥》2017年第1期