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煙氣酸露點儀在煉油加熱爐和余熱回收系統(tǒng)中的應(yīng)用

長期以來,由煙氣中硫化物引發(fā)的酸露點腐蝕問題,嚴重制約煉油裝置加熱爐設(shè)備的長周期安全運行。為緩解腐蝕,傳統(tǒng)做法通常采取提高煙氣排放溫度的方式,使設(shè)備冷表面溫度高于酸露點,從而避免或減輕酸性結(jié)露。然而,隨著煉油廠節(jié)能降耗要求的日益提升,酸露點腐蝕已成為降低管式爐排煙溫度、進一步提高熱效率的關(guān)鍵瓶頸,給生產(chǎn)運行帶來顯著壓力。因此,探索有效緩解與防控酸露點腐蝕的技術(shù)途徑,不僅是保障加熱爐設(shè)備完好的重要課題,也是實現(xiàn)加熱爐能效提升的必然要求。

在煉油廠加熱爐中,燃料多采用自產(chǎn)減壓渣油或瓦斯,當燃料含硫量較高時,燃燒產(chǎn)物中便生成硫化物。高溫?zé)煔庠诹鹘?jīng)孔隙率較高的耐火材料(如陶瓷纖維毯、氈或模塊)后,于溫度較低的爐壁板上冷凝形成酸性液體,對金屬材料及保溫釘造成嚴重腐蝕。嚴重時,可導(dǎo)致爐墻襯里脫落。

近年來對某廠設(shè)備的跟蹤調(diào)查顯示,加熱爐爐壁板腐蝕顯著,出現(xiàn)多層硬質(zhì)銹層。原設(shè)計爐壁板厚度為4.5mm,實測薄處僅為2.26mm,并已出現(xiàn)多處穿孔?,F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),部分保溫釘已脫落,其余明顯變細,縮徑部位距爐壁板約20–60mm。此外,酸露點腐蝕對管式空氣預(yù)熱器管板也構(gòu)成威脅。同樣,當含酸煙氣在鋼制煙囪壁板或換熱設(shè)備低溫表面凝結(jié)酸性液膜時,也會引發(fā)不同程度的腐蝕問題。

煙氣酸露點儀

一旦酸露點腐蝕作用于加熱爐保溫釘或爐壁板,嚴重時將致使爐襯脫落,爐壁板直接暴露于高溫?zé)煔庵?,形成局部高溫區(qū)域,不僅增大散熱損失,還導(dǎo)致熱效率下降,能源消耗增加。

酸露點腐蝕已對加熱爐安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅。例如,2002年沿海某煉廠2號常減壓裝置常壓爐爐頂發(fā)生局部襯里脫落;2003年甘肅某煉廠1號常減壓裝置減壓爐也出現(xiàn)類似問題;2005年安徽某煉廠常減壓裝置常壓爐襯里局部損壞。上述事件均因腐蝕導(dǎo)致裝置被迫停工。遭受酸露點腐蝕的加熱爐及余熱回收系統(tǒng),輕則需調(diào)整工藝參數(shù)、犧牲熱效率以維持運行,重則必須停工檢修,更換受損部件,嚴重影響正常生產(chǎn)并造成經(jīng)濟損失。

為減輕酸露點腐蝕并降低鍋爐排煙熱損失,通常在鍋爐尾部設(shè)置省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面。然而,當這些設(shè)備與煙氣接觸的表面溫度低于煙氣酸露點時,高濃度硫酸溶液會在壁面凝結(jié),對金屬造成嚴重腐蝕,威脅鍋爐運行安全。盡管提高排煙溫度可避免低溫腐蝕,卻會降低鍋爐熱效率。理想的排煙溫度應(yīng)控制在稍高于酸露點的合理區(qū)間,因此,準確測量煙氣酸露點溫度成為實現(xiàn)鍋爐安全、經(jīng)濟運行的關(guān)鍵。

酸露點儀采用進口芯片與傳感器,能夠?qū)崟r監(jiān)測鍋爐、加熱爐及窯爐在燃燒過程中或燃燒后煙氣中的酸露點溫度,適用溫度范圍涵蓋常溫至1400℃高溫環(huán)境。該設(shè)備通過直插式煙道傳感器,在線檢測煙氣中的酸露點值、露點溫度(-50℃~100℃)、含水量(g/kg)及相對濕度RH或水蒸氣含量(%)?;?strong>酸露點儀的實時數(shù)據(jù),系統(tǒng)可與DCS聯(lián)動,動態(tài)優(yōu)化排煙溫度,在有效防腐與高效余熱回收之間實現(xiàn)平衡。


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