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。
....