设备新技术在延迟焦化装置的应用

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司1400kt/a延迟焦化装置由洛阳石油化工工程公司（LPEC）设计，于2008年6月投料试车一次成功。2011年9月装置首次大修， 2015年10月进行了第二次大检修。延迟焦化装置是洛阳分公司炼油系统重要的二次加工装置，随着原油性质变重、含硫量增高，现作为二次加工原料的减压渣油性质趋于劣化，硫含量、盐含量、重金属含量更高，加之设备运行至检修周期后期，焦化装置面临的设备故障问题日益突出，使得装置运行风险**提高，对装置的安全生产和长周期运行提出了巨大挑战。为确保焦化装置安、稳、长可靠运行，洛阳焦化主要从以下几方面强化设备管理。


一、强化专业管理，提高设备效能，对关键设备进行优化改造


延迟焦化装置经历了原料性质变化、运行周期长、生产操作条件改变、运行模式调整，对设备提出了更高的要求，设备要达到本质安全就必须适应新形势，针对出现的问题，通过攻关、技术改进和革新等措施，以满足装置安全生产。


1、加热炉燃烧器改造


采用低氮氧化物无缝附墙分级燃烧器。原加热炉所用128套燃烧器为RC-JH50气体燃烧器，炉管两侧火焰垂直向上燃烧，双面辐射炉管加热，火焰燃烧容易偏斜、舔管，传热不均匀，易造成局部结焦，加热炉效率降低。现采用128套YX/BFQ-0.6低氮氧化物无缝附墙分级燃烧器，燃烧器剖面图和燃烧图分别见图1和图2。此种燃烧器采用热壁辐射技术，避免了管内渣油局部过热、结焦，使得热量由炉管内壁传热到渣油侧的热阻减小，总传热系数增大，提高加热炉热效率和延长炉管的使用寿命。


2、热油机泵机封改造


在延迟焦化装置中，热油泵运行平稳是关键，分馏系统是装置的心脏，所以提高热油泵运行的可靠度至关重要。热油泵机封泄漏问题始终困扰着分馏区设备平稳运行，开工后热油泵机封泄漏频繁。尤其是循环油泵P1109A/B、重蜡油泵P1108A/B、轻蜡油泵P1107A/B、放空塔底泵P1111A/B，严重影响延迟焦化装置的长周期安全生产。洛阳焦化对热油泵机封进行改造：循环油泵P1109A/B、重蜡油泵P1108A/B、轻蜡油泵P1107A/B、中段泵P1106A/B、放空塔底泵P1111A/B和甩油泵P1113A均选用32+52M型机封。32系统和52系统分别如图3和图4所示。

机封辅助措施改进如下：（1）机封由原来单一的54系统改为先进的32（注入式冲洗）+52（非加压双封方案）系统；（2）32系统采取了流量控制阀、流量计、温度计和压力指示，原封油系统没有，所以现在能更好的监控每个热油机泵封油注入情况；（3）对封油系统焦粉携带也进行了操作改进，增加了封油过滤器，减少封油中焦粉夹带。


洛阳焦化11台热油泵机封自双端面机械密封改造后，至今一直运行平稳，达到了预想效果，尤其是机封辅助设施的实施，为热油泵机械密封的长期平稳运行，奠定了扎实的物质基础。?


3、更换底盖机


洛阳焦化原使用洛阳涧光一代自动底盖机，从开工到2011年，运行三年来存在着液压螺栓故障率高，除焦过程中开式环境，对环境污染大，工人清理底盖机密封面劳动强度高，密封效果与清理质量直接关系，受人为因素影响等。特别是遇到生产过程异常如生成弹丸焦、给水过程焦层塌方等特殊情况，由于受该设备本身结构限制，起重能力有限无法及时打开底盖，应急情况下人工拆卸焦碳塔底盖法兰的连接件工作中，存在高危、低效、无法控制和劳动环境差，劳动强度大等问题。


2011年大检修洛阳焦化更换了焦炭塔底底盖机，采用液压预紧平板阀式自动底盖机。两种底盖机外形如图5和图6，该底盖机相比之前底盖机有如下优势：


（1）设计充分考虑了特殊工况，如水放不下来、生成弹丸焦、焦层塌方、阀板结焦等，具有足够的拉力及推力，额定拉力1040KN，最大推力1280KN，满足更加苛刻的生产条件。


（2）采用可变密封力设计，密封时密封力可达420t总密封力，开盖时，通过液压螺栓作用，可使总密封力下降至20～50t，阀板、阀座磨损小，寿命长。


（3）除焦过程环境密封，不存在焦块满地，焦水横流现象，密封面不需人工清焦，密封效果不受人为因素影响，工人劳动强度低、环境好。


（4）底盖机系统基本免维护。由于除焦过程环境改变，液压螺栓不受焦粉及切焦水侵蚀，寿命**延长，故障率低。


（5）驱动机构按驱动力冗余按3倍设计，驱动力可根据需要灵活调节，可适应更复杂工况。


（6）具备与焦炭塔顺控系统联锁功能，避免误操作。

4、其他设备改进优化


除过上述优化改造，洛阳焦化还新增了焦炭塔安全联锁系统、改造了水利除焦系统、新增了管道在线腐蚀监测系统、气压机自动控制系统优化、远程水利除焦系统等等。开工以来洛阳焦化不断对设备进行技术优化改进，从本质上解决生产难题、安全问题，不断地提升装置运行水平，提高生产效益。


二、精细化管理创效益


设备管理实施精细化管理，应以设备安全运行为前提，提高经济效益为中心，只有坚持不懈地进行精细化管理，设备才能安全平稳地进行。运用精细化管理是生产装置正确、合理开展管理工作的重要基础，也是促进企业现代化管理工作的一项重要内容。积极探索实践精细化管理，使装置的设备管理工作做到标准化、系统化、科学化和效益化。


1、加强巡检，提早发现事故隐患


强化巡检措施，严把巡检质量，调动操作员积极性和责任心，提早发现事故隐患，有效避免恶性事故发生。洛阳焦化通过新上便携式机泵检测设备和在线管理系统，保证了机泵振动和温度的准确及时检测；开展“你出彩，我点赞”活动，对发现事故隐患人员进行奖励；加大安全技能的培训和事故演练密度；督促提高维保单位对设备的巡检质量。


2、开展设备培训，提高操作人员操作水平


设备精细化管理实际上是人的管理，提高职工的技能操作水平、设备维护保养水平至关重要。在日常管理活动中开展形式多样的培训活动，分层次分梯队地大规模提升职工整体操作水平。通过技术分析会、技术比武、班组课堂、青工讲堂、聘请班组培训员等，对操作人员进行培训工作。重视开展“技术分析进班组”活动，坚持每月一主题，内容覆盖生产异常分析、操作优化和事故处理等方面，全员参与讨论和学习。技术管理人员对分析结果进行点评和奖励，择优进行推广学习。


3、设备的科学管理


重视设备管理，发挥设备效能，不断改善设备面貌，保证装置正常运行，是科学设备管理的目的。焦化装置在设备管理中建立和执行岗位责任制，培养职工岗位责任心。为进一步确保制度的落实，车间每周对制度落实情况进行检查、通报及整改。焦化装置设备管理重点抓好精心维护、科学管理和检修。充分利用ERP企业管理系统、设备管理系统、机组状态监测系统、压力容器压力管道管理系统、机泵点检系统建立的设备信息，对设备运行状况跟踪，实现设备的科学管理。[1]


4、强化检维修管理


强化检维修管理能够提高设备的使用寿命，排除设备隐患，确保装置正常生产，提高工作效率。装置设备检修要采取日常维护保养、事后维修制、检查后修理制、计划预检修制，确保设备正常检修。要加强设备检维修人员的考核，采用多种考核办法，如《检安公司维护保运服务质量评价表》、《检安公司修理考核》、《承包商日常监督考核评价表》等等，通过考核，检维修单位修理水平、服务质量都有了极大的提高。


三、落实各项设备竞赛


开展的各项设备竞赛必须是以保证设备的安全高效平稳运行为目的，竞赛科学合理为前提，让各种竞赛服务于设备管理，要保证竞赛的公平公正公开，调动操作人员的积极性。切实的开展有利于装置设备安全平稳运行的竞赛，开展解决生产难题的竞赛，开展提高设备效益的竞赛。现洛阳焦化设备管理方面竞赛有：设备平稳率竞赛、加热炉竞赛、样板责任区、责任机泵评比、隐患查找竞赛等。这些竞赛从实际出发，打牢了设备基础管理工作，重点设备重点监护，调动了操作人员查找发现隐患的积极性，有利于把设备隐患消除在萌芽状态，为装置的安全平稳高效运行提供了保障。


四、结论和建议


设备管理要全员参与，管理人员要管好设备，操作人员要用好设备，维保人员要修好设备。设备管理人员要强化设备管理，加强专业管理，维护好关键设备的运行，采用新技术新设备，提高设备效能。同时要加强精细化管理和设备竞赛，向管理要效益，向管理要平稳，保证装置的安全平稳运行。


针对洛阳焦化现阶段运行状况，在设备管理方面建议如下：


（1）动态管理设备运行。由于原料供给原因，洛阳焦化从2014年下半年至2018年初一直维持着低负荷或超低负荷生产，目前负荷57%左右，加热炉单炉室运行，这种生产负荷的大幅频繁变化必定给加热炉、气压机、机泵、换热器的安全平稳运行带来巨大影响，所以需要针对不同负荷，不同生产情况，做好动态的设备管理。


（2）做好大检修准备工作。装置运行三年中暴露出不少设备问题，需要大检修前做好统计记录；对其他先进延迟焦化装置进行调研，加强交流，提出好的检修项目；号召操作人员多提检修建议，解决生产难题，保证设备长周期安全运行。


（4）2018年焦化装置原料掺炼沥青质+油浆比例持续升高，掺炼比例高达44%，原料硫含量高达2.8%，装置部分设备结焦和腐蚀严重，对设备的运行和维护提出了新的挑战，需要重点关注。

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