焦化裝置高溫閥門防結焦研究

2015-10-11 羅超華 中海石油寧波大榭

  介紹了高溫閥門的結構特點和工作原理,指出了閥門采用汽封防結焦使蒸汽消耗量大以及由此產生的污水較多的問題。根據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24h 生焦。裝置上共有16 臺高溫閥門,其介質為渣油或油氣,操作溫度約500℃,介質容易結焦,為防止介質結焦影響閥門開關,每個閥門都有蒸汽汽封線,通過在波紋管內外腔、閥腔和填料等部位連續注入1. 0MPa 蒸汽防止結焦。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、波紋管內外腔。在閥門全開或全關時,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,只是通過蒸汽連續不斷的進入高溫渣油中來阻止高溫渣油串入到波紋管內腔,從而防止波紋管內腔結焦,使閥門開關靈活不卡塞。在閥門全關時,汽封蒸汽進入波紋管內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焦研究

  在閥門開關過程中,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,過熱50℃的1.0MPa 蒸汽經過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,持續時間約30s。由于進料隔斷閥在每個48h 生產周期內,在大吹汽、除焦等階段的全關期間有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焦研究

  3、結語

  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,也不會對生產工藝造成較大影響。經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。