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我国多管式三旋运转中出现的主要问题

作者: 兴罡石化设备| 时间:2017-08-11 15:28:36 | 点击次数:

三旋单管 

1.各种类型单管在冷态试验下单根管的分离效率普遍较高(95%以上),但是实际工业应用中单管组合后的整体效率普遍不高,根据不完全调查和标定,各炼厂三旋的实际效率能达到70%就算不错。理论分析、冷态试验和工业应用都证明:造成单管效率和组合效率相差如此之大的原因就在于单管抗返混能力差,组合后由于压降分配的不均匀和不一致,造成部分单管不工作、失效甚至返混,从而导致组合效率严重下降。单管的结构示意见图三。那么,造成单管组合后压降分配不均匀和不一致的原因是什么呢?我们知道,单管的加工、制造和安装精度对单管的压降影响极大,目前各种类型的单管在制造技术要求中都对加工精度明确提出了严格规定,普遍要求主要组件的同轴度不大于0.5mm,其他各种尺寸精度也都小于0.2mm,而且每根单管出厂前都要做压降测试(目前的压降测试方法也存在一些问题)。如此高的加工精度即使制造厂加工时可以勉强达到要求,安装时由于大隔板加工精度差和单管焊接变形大,组装后单管的同轴度和其他精度很难达到要求。而装置开工后,在高达700℃以上的操作温度和装置运行一段时间后,隔板的适量变形是无法避免的,而单管的强度和刚度根本无法抵抗由于上述原因引起的自身变形。对隔板而言比较小的变形,对单管而言则是巨大和致命的。这种变形的直接后果是:即使单管加工时的精度很高、压降测试的结果很好,单管安装和投用后实际的尺寸和形位公差仍会变大,各单管的压降当然会不一致,甚至相差较大,流量分配很不均匀。又从工艺操作方面讲,泄气量太小,集尘室粉尘太多,排尘不畅,造成集尘室与进气室压差太小。三旋中几十根或上百根单管压降不均,有一部分单管在泄气率3%或4%状态下工作,另一部分单管则在泄气率2%或1%甚至不泄气或返混状态下工作。这就是多管式三旋运行中整体效率不高甚至失效的原因。泄气量对单管分离效率的影响见图四。

 

 

 

 

 

 

 

2.多管式三旋的单管与小旋分的另一个不同点是由于单管直径小,在相同的入口速度下,催化剂在三旋单管中的旋转角速度是小旋分的4倍左右,从而导致催化剂的磨损和粉碎,使无法分离回收的细粉大量增加,这可能也是增加烟机叶片结垢的原因。据资料介绍,国外曾经对两种三旋入口和出口(包括排气口和排尘口)的催化剂进行采样收集和分析,发现对于多管式三旋,进入三旋的催化剂的平均粒径为12μm,而排出三旋(包括排气口和排尘口)的催化剂的平均粒径变为8μm。对于小旋分式三旋,排出三旋(包括排气口和排尘口)的催化剂的平均粒径略有减小甚至几乎不变。测试表明催化剂在三旋单管中发生了严重的磨损和粉碎,许多较大粒径的催化剂被磨碎成小粒径的细粉。这是我们使用多管式三旋应特别注意的,应适当减小三旋单管的入口线速。目前有的厂为节约投资,使用的单管根数少,入口线速高达26~28m/s,泄气量小于2%,这也是目前三旋设计和使用的主要问题之一。

泄气量对单管分离效率的影响
3.目前应用的各种类型的单管,冷态测试效率都比较高,但共同的缺点是结构复杂、制造要求高、压降过于敏感、抗返混能力低、组合适应性差。根据资料报道,国外已有工业应用的三旋在入口浓度100mg/Nm3左右、底部泄气率很小(1.5%)的情况下,整体分离效率仍高达90%以上、直径大于4μm的催化剂基本除去。对于底部泄气率这个指标,实际工业应用中,减少旁路烟道的烟气量,适当增大底部泄气率是可以的,也是现场调节三旋操作的一个有效手段。但是对于单管而言,底部泄气率这个指标反应了单管的压降敏感性、抗返混能力和气量分配的均匀性。可见,国外最先进的单管不但对低浓度的细小粉尘保持较高的分离效果,更重要的是抗返混能力强、组合适应性好,组合后的整体效率高。我们也将向此方向努力。
4.波纹管膨胀节破坏也是三旋失效的原因之一,波纹管选材不当,制造加工残余应力太大,未热处理消除成型应力和操作时尾燃超温、喷水冷却都是造成裂纹和穿孔破坏的原因。更换膨胀节将是一件很费事的工作。
5.立式三旋的隔板由于制造和操作等原因导致过度变形甚至损坏。安装三旋单管的两个拱形隔板直径很大,并且在较恶劣的工况下工作。尤其碰到尾燃超温或喷水急冷等温度变化剧烈,使三旋上下隔板温差较大,隔板发生较大变形,甚至出现过单管出气管和导向叶片被拉出的情况,从而使三旋效率急剧下降直至完全损坏失效。
6.由于受三旋改造条件限制,为减少更换工程量、节省投资或过度追求单管效率、减少单管数量等原因导致三旋单管入口线速过高,使三旋单管磨损严重,从而使三旋在投用不长时间内出现由于单管磨损而效率急剧下降的问题。
7.目前各炼厂使用的立式三旋,由于处理量变动、效率下降、内件(单管、隔板、膨胀节)损坏等各种原因,经常要对三旋进行改造和更换。大多数情况下,为了节省投资、减少制造施工的工作量以及缩短施工周期,三旋的壳体经常利旧,仅需要更换内件。这种情况下,就目前的立式三旋而言,由于下部直裙座底座环和土建框架的限制,三旋内部的吊筒和隔板很难或者根本无法从三旋下部取出,要更换这些内件,只能打开三旋的顶封头,从上部取出和装入。立式三旋顶封头上有烟气入口和烟气出口三个大烟道,而且位置比较高,要打开三旋顶封头和更换内件,这三个大烟道需要进行临时切割移动和支撑加固,这对施工现场是一件比较困难和麻烦的事情,加大了施工难度和工作量。
针对以上问题,中国石化工程建设公司收集国内、外三旋的有关信息,从开发新型三旋,改进三旋整体布置,开发低阻、高效、耐磨抗返混单管,提高单管组合之后的整体效率、寿命、适应性等方面入手,做了大量的工作,也取得了一定的成果。针对以上问题,中国石化工程建设公司从改进三旋整体布置,开发低阻、高效、耐磨单管,提高单管组合之后的整体效率、寿命、适应性等方面入手,做了大量的工作,也取得了一定的成果。旋风分离器,洛阳兴罡石化设备有限公司专业生产制造。

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