摘要：指出了中石油哈尔滨石化分公司1.2Mt/a RFCCU焚烧式CO余热锅炉存在的问题，通过锅炉整体更新改造，利用先进技术和选用RT-20004N08L/10020L型脉冲燃气吹灰器等改进措施，提高了CO余热锅炉的蒸汽过热能力、烟气能量回收能力和锅炉热效率，节能效果明显，取得了很好的经济效益。

关键词：催化裂化装置 CO余热锅炉 技术改造

前言

中国石油天然气股份有限公司哈尔滨石化公司第三套催化裂化装置（1.2Mt/a催化装置）经技术改造后，其排放进入余热锅炉处理的再生烟气参数和需要余热锅炉过热的外来饱和蒸汽流量发生了较大的变化，经技术分析和校核计算，决定拆除原有余热锅炉，配套新建一台焚烧式CO余热锅炉。

该锅炉为P形全刚架结构，半露天布置，中温中压、自然循环、单锅筒、微正压、绝热燃烧补燃式余热锅炉。再生烟气从绝热炉膛底部进入，绝热炉膛下部布置燃烧器，补燃燃料与再生烟气混合焚烧后，高温烟气经水保护段、过热段、对流蒸发段、高温省煤器、低温省煤器传热后排入烟囱。为提高助燃空气温度，提高炉内燃烧稳定性，采用水热媒空气预热器；为有效防止受热面积灰，降低排烟温度，提高锅炉效率，共布置32台激波吹灰器。

1、改造前余锅存在的主要问题和原因分析

1.1、改造前情况说明：

三催化装置余热锅炉于1998年8月投用，投用后虽几经改造，消除了原设计制造中的部分缺陷，但是随着装置加工负荷提高，以及掺炼部分进口俄油，原有不足也明显表现出来。改造前存在的主要问题如下：

1.1.1、再生烟气处理能力不足，烟气流通阻力偏大，导致炉膛压力偏高。当装置处理量负荷为80%时，炉膛压力已经达到2.3~2.5KPa（原设计炉膛压力最大为2.0KPa），为控制炉膛压力，只好将部分再生烟气约15%直接从烟囱排放，造成大量化学能和高温余热损失，影响装置运行经济效益。

1.1.2、由于余锅各换热面积灰造成原蒸汽过热器过热能力不足，传热能力下降，排烟温度偏高，导致余热锅炉热效率下降。在上个运行周期中，我们装置的余热锅炉，多处密封点出现漏烟气和蒸汽现象，炉膛压力高，各换热面积灰严重，排烟温度220℃，高于设计值很多，锅炉热效率严重下降。由于尾部积灰严重，烟气阻力增加，有一部分高温烟气因炉膛超压而被迫直接排入烟囱，能量损失较大。

2、本次改造采用的技术原则

2.1改造原则

鉴于本催化装置拟于2011年进行扩能技术改造，将现有的生产能力提高到120万吨/年，

扩能改造后，催化装置排放的烟气量和烟气参数可能会有较大变化，因此本次锅炉改造的原则为：

2.1.1、节约投资

以科学合理的理论计算为基础，尽量利用本次改造机会，满足生产要求同时，减少改造设备投资和工程费用，并达到改造目的的要求。

2.1.2、100%回收目前运行工况下的再生烟气，并确保炉膛压力低于2.5kPa

根据目前催化装置最大负荷再生烟气流量，采取合理的技术措施，使得100%再生烟气进入余热锅炉进行热量回收处理，并确保炉膛压力低于2.0kPa，降低装置能耗，保证锅炉安全运行。

2.1.3、降低排烟温度

根据锅炉热力计算，采取合理的工艺流程改造，将排烟温度降低到180℃以下

2.2选用新型火嘴降低瓦斯耗量，在锅炉本体增设新型脉冲吹灰器来消除各模块段的积灰，从而达到提高余热锅炉本体发气量与提高余热锅炉蒸汽过热能力的目的，使CO余热锅炉在整个长周期运行阶段的过热能力得到优化和增加。

3、改造后数据采集：

表一、余热锅炉数据采集

项目数值

(平均值)单位

炉膛温度TI9122A843.5℃

炉膛温度TI9122B838.75℃

入余锅烟气温度TI703458℃

排烟温度TI9129172.8℃

余锅烟气氧含量AI91211.2V%

高温省煤器出口水温TI9105214℃

空气预热温度（实测）125℃

主风量FIC1231850Nm3/min

炉膛压力PI91231.508KPa

瓦斯流量FIC9170.918T/h

中压蒸汽管网压力PI9143.657MPa

余锅汽包压力PI91024.12MPa

外取热器发汽量FI11236.5T/h

外取热蒸汽温度TI153A263.2℃

余锅汽包发汽量FI910331.4T/h

余锅上水量FI91133.9T/h

余锅自产汽温度TI9106256.8℃

油浆蒸发器发汽量FI2258.29T/h

油浆蒸发器蒸汽温度TI238253.7℃

过热蒸汽温度TIC911424℃

减温水流量FI91027.0T/h

总上水量FI910193.7T/h

给水温度TIC925103.8℃

一再烟气分析CO213.85(V)%

CO5.64(V)%

O20.83(V)%

余锅烟气分析CO214.80(V)%

CO0(V)%

O22.89(V)%

4、锅炉热效率计算：

对于三催化CO余热锅炉存在的热量结构有以下几种：

4.1、再生烟气入焚烧炉带来的热量Q1

4.2、瓦斯入焚烧炉的升温吸收的热量Q2

4.3、瓦斯燃烧放出的热量Q3

4.4、鼓风进焚烧炉升温后吸收的热量Q4

4.5、除氧水经省煤器吸收的热量Q5

4.6、余锅汽包排污带走的热量Q6

4.7、余锅加药自身的热量Q7

4.8、余锅产饱和蒸汽吸收的热量Q8

4.9、外取热器D119、油浆蒸发器E207和余热锅炉F-1饱和蒸汽变为过热蒸汽吸收的热量Q9

4.10、减温水变为过热蒸汽吸收的热量Q10

4.11、排烟带走的热量Q11

4.12、余热锅炉炉体散热量Q12

能量结构关系式：

Q1+Q3 =Q2+ Q4+Q5+Q6+ Q7+Q8+ Q9+Q10+Q11+ Q12

锅炉的有效热效率：

锅炉热效率（η）=Q5+Q8+Q9+Q10×100%

Q1+Q3-Q11

87.67%

5、改造后标定结果

5.1、蒸汽品质得到保证，改造前过热蒸汽温度只有400-420℃，改造之后，蒸汽温度始终保持在420～440℃，达到中压过热蒸汽品质的要求，保证汽轮机组的安全平稳运行。

5.2、锅炉本体的安全得到保证，改造前，为了保证蒸汽品质，经常将炉膛温度提到860℃，压力2.2KPa以上，超过设计值，威协到炉子的安全，而改造之后，炉膛温度在830℃左右时，即能使过热蒸汽温度达到420℃，而炉膛压力始终低于1.6Kpa，保证了炉子的安全运行。

5.3、完全回收烟气能量，改造前，为了使炉膛压力低于2.2Kpa，只好将一部分烟气排入烟囱，造成大量化学能和高温余热损失，而改造后将烟气全部并入余锅，这部分能量全部回收，提高了装置运行的经济效益。

6、结论

6.1、CO余热锅炉经改造后提高了再生烟气处理能力，CO余热锅炉经改造后提高了再生烟气处理能力，提高了过热蒸汽温度，提高了热效率并降低了排烟温度。

6.2、通过改造后新型瓦斯火嘴投用，节约瓦斯0.15T/h,装置能耗降低了1.1万大卡/吨。

6.3、改造后把因余热锅炉炉膛压力高而被迫直排烟囱的15%CO再生烟气并入余热锅炉进行余热回收，避免了CO再生烟气直接向烟囱排放，改善厂区周围环境所带来的社会效益也十分有意义。

作者简介

姜春雨 （1982—），男，黑龙江哈尔滨市人，助理工程师，电话045155606139电邮：jiangcyhpc@petrochina.com.cn