焦化裝置高溫閥門防結(jié)焦研究

2015-10-11 羅超華 中海石油寧波大榭

  介紹了高溫閥門的結(jié)構(gòu)特點和工作原理,指出了閥門采用汽封防結(jié)焦使蒸汽消耗量大以及由此產(chǎn)生的污水較多的問題。根據(jù)焦化裝置的工藝特點,提出了將高溫閥門蒸汽汽封改為富氣氣封的方案,并進行了工藝分析和試驗。

  1、概述

  某2.4Mt/a 延遲焦化裝置采用兩爐四塔工藝,正常生產(chǎn)24h 生焦。裝置上共有16 臺高溫閥門,其介質(zhì)為渣油或油氣,操作溫度約500℃,介質(zhì)容易結(jié)焦,為防止介質(zhì)結(jié)焦影響閥門開關(guān),每個閥門都有蒸汽汽封線,通過在波紋管內(nèi)外腔、閥腔和填料等部位連續(xù)注入1. 0MPa 蒸汽防止結(jié)焦。這16 臺高溫閥門總的汽封蒸汽消耗量在1. 0MPa 時約為6t /h,這些蒸汽進入閥體后將轉(zhuǎn)化為含硫污水,不但能耗高,而且增加下游污水處理場的負荷。

  2、高溫閥門

  高溫閥門(表1) 安裝在焦化裝置焦炭塔的進料線和油氣線上。

  2.1、進料隔斷閥

  進料隔斷閥( 圖1) 采用VELAN 球閥,其有4個汽封蒸汽注入點,即閥腔、填料箱、波紋管內(nèi)外腔。在閥門全開或全關(guān)時,閥腔、填料箱以及波紋管外腔部位注入汽封蒸汽后在球體、閥座及填料間形成了密閉的高壓空間,在球體和閥座緊密貼合時不消耗蒸汽,但隨著閥門多次開關(guān)使用,球體和閥座之間有輕微磨損,蒸汽會少量泄漏。填料是非金屬材料,密封較嚴密,其汽封管路溫度較低,泄漏量較少。閥腔和波紋管外腔的汽封管路溫度較高,泄漏量較多。波紋管內(nèi)腔注入汽封蒸汽后,在閥門全開時不能形成密閉空間,只是通過蒸汽連續(xù)不斷的進入高溫渣油中來阻止高溫渣油串入到波紋管內(nèi)腔,從而防止波紋管內(nèi)腔結(jié)焦,使閥門開關(guān)靈活不卡塞。在閥門全關(guān)時,汽封蒸汽進入波紋管內(nèi)腔后能在進料隔斷閥與四通閥之間的管路形成密閉的高壓空間,實際也會有少量蒸汽泄漏。

表1 焦化高溫閥門

焦化裝置高溫閥門防結(jié)焦研究

  在閥門開關(guān)過程中,閥腔和波紋管外腔的密閉空間被打破,此時會消耗大量蒸汽。為節(jié)約蒸汽消耗,在每根汽封線上都安裝有孔板。汽封蒸汽耗量主要與蒸汽壓力、蒸汽溫度和孔板孔徑有關(guān),過熱50℃的1.0MPa 蒸汽經(jīng)過3/16 in. 和1 /4 in. 孔徑孔板的流量分別為195kg /h 和340kg /h( 表2) 。每臺進料隔斷閥的汽封蒸汽耗量為最大約740kg /h,持續(xù)時間約30s。由于進料隔斷閥在每個48h 生產(chǎn)周期內(nèi),在大吹汽、除焦等階段的全關(guān)期間有17.5h的時間是停用汽封蒸汽的,所以平均每臺閥門的汽封蒸汽耗量約174kg /h。

焦化裝置高溫閥門防結(jié)焦研究

圖1 進料隔斷閥

表2 進料隔斷閥汽封配置

焦化裝置高溫閥門防結(jié)焦研究

  3、結(jié)語

  閥門蒸汽汽封改富氣氣封后,既不會對閥門的使用造成影響,也不會對生產(chǎn)工藝造成較大影響。經(jīng)實際使用油氣隔斷閥的檢驗,效果良好,同類裝置也可以借鑒。