天然气制氢转化炉压差及猪尾管

各位大哥，我公司一套加氢装置，配套20000方/小时天然气制氢装置，前两天天然气制氢装置转化炉下猪尾管鼓泡开裂，造成紧急停。目前我检查了一下，自开工以来转化炉进出口压差（上集合管与下集合管）小的时候0.2MPa，大的时候0.3MPa。转化炉下猪尾管鼓泡开裂，公司领导切割了猪尾管，直接用堵头堵住，目前刚开起来，检查时发现下猪尾管发红了，见附图。原料天然气压力3.2MPa。小弟想请问转化炉进出口压差是否正常，正常情况下应该是多少？，猪尾管发红是否存在安全隐患？

正常压差0.2MPa作用，炉管出口的温度达到800℃，下尾管发红是正常的。   
有点好奇是怎么发现鼓泡的？另外把猪尾管割掉，用堵头堵死，对应的上猪尾管也堵上了？炉管岂不是在干烧

dpclove21 发表于 2021-1-20 13:17
正常压差0.2MPa作用，炉管出口的温度达到800℃，下尾管发红是正常的。   
有点好奇是怎么发现鼓泡的？另 ...

我问了我一朋友，他们的制氢和我们一样，他们炉子进出口压差0.07MPa，他们猪尾管没有像我们的一样，猪尾管发红。发现鼓泡是因为一个破裂后，停工检查发现还有两个已经鼓泡。炉管进出口的猪尾管的确全割了，都堵死了，炉管在干烧。

731939793 发表于 2021-1-20 13:57
我问了我一朋友，他们的制氢和我们一样，他们炉子进出口压差0.07MPa，他们猪尾管没有像我们的一样，猪尾 ...

炉管这样干烧估计要报废了

731939793 发表于 2021-1-20 13:57
我问了我一朋友，他们的制氢和我们一样，他们炉子进出口压差0.07MPa，他们猪尾管没有像我们的一样，猪尾 ...

猪尾管和集合管发红是正常现象，不像炉管有吸热反应，呈现出暗黑色。

    对于炉管进出端的压力差，主要与炉管的有效长度、催化颗粒度、设计取的空速有关。11.5m的有效长度，颗粒度为14、17的，按常规空速取的，进出压差通常在0.15MPa左右，当然这个还要看催化剂装填的实际堆密度。
    堵管这种方式临时性的解决生产问题是通常采用的方式，但不建议长周期运行。堵管后的这根炉管因为没有吸热温度会超温（几乎与炉膛温度相同），炉管材料的晶相颗粒会增大，使用寿命会缩短。
     堵管后的下猪尾管发红，可能与传热有关，堵管的位置建议是在集合管侧，不建议在炉管侧堵管。

我么这里产6万氢气时，压降也就0.08MPa

dpclove21 发表于 2021-1-20 14:26
炉管这样干烧估计要报废了

我也是怀疑炉管这么干烧不行，我们制氢车间和设备都说没事。

ningmong 发表于 2021-1-20 21:28
对于炉管进出端的压力差，主要与炉管的有效长度、催化颗粒度、设计取的空速有关。11.5m的有效长度，颗 ...

我现在怀疑目前我们制氢转化炉压差这么大，而且不稳定，时有变化，而且能出现鼓包开裂，应该是各炉管压差不均匀造成，等停工了，检测一下各炉管压差。

ningmong 发表于 2021-1-20 21:28
对于炉管进出端的压力差，主要与炉管的有效长度、催化颗粒度、设计取的空速有关。11.5m的有效长度，颗 ...

我现在怀疑目前我们制氢转化炉压差这么大，而且不稳定，时有变化，而且能出现鼓包开裂，应该是各炉管压差不均匀造成，等停工了，检测一下各炉管压差。

沈怀远 发表于 2021-1-20 21:47
我么这里产6万氢气时，压降也就0.08MPa

你们压差很小

转化炉进出口压差，应小于0.3Mpa，正常也在0.2Mpa以下；
压差大小，要看负荷，负荷越高，压差越大；
另外，看水碳比，水碳比越高，压差也会越大，因为，蒸汽比重大，比如，开车期间，进出口压差就很高，那是因为，蒸汽多，原料气少；
下猪尾管、集气管发红是正常现象（因为，出口温度有750℃-840℃）；
上下猪尾管都封住了，相应炉管就没有吸热反应，炉管肯定超温报废（要考虑更换）；
另外，不知道你们是如何封堵的？堵头什么材质？焊材什么材质？选用不对，容易开裂。

leo_0088 发表于 2021-1-21 08:58
转化炉进出口压差，应小于0.3Mpa，正常也在0.2Mpa以下；
压差大小，要看负荷，负荷越高，压差越大；
另外 ...

受教了，您说的很对，我也是认为炉管就报废了，那么高温度，没有介质带走热量，一直光受热。我建议，目前封堵是可以，但是等检修时候猪尾管和切割隔离的炉管全部更换，安全一些。
我们设备副总安排的就是破裂鼓泡的猪尾管直切切割了，在靠近炉管、和集合管处直接用321螺栓车成梯形堵头，不锈钢焊丝焊接。破裂鼓泡的猪尾管的炉管前后猪尾管全部切割。
目前就是担心这么处理后，高温情况下再次开裂。

dpclove21 发表于 2021-1-20 14:26
猪尾管和集合管发红是正常现象，不像炉管有吸热反应，呈现出暗黑色。

这个是炉管吧

731939793 发表于 2021-1-21 11:48
这个是炉管吧

是下尾管和集合管

731939793 发表于 2021-1-21 11:48
这个是炉管吧

是下尾管和集合管

731939793 发表于 2021-1-21 11:48
受教了，您说的很对，我也是认为炉管就报废了，那么高温度，没有介质带走热量，一直光受热。我建议，目前 ...

上猪尾管材质可能是304，或者更好的TP321h，TP347h，用不锈钢焊丝问题不是很大；
但是下猪尾管材质是Incoloy800H合金，温度又高，就要用高温镍基合金焊丝了ERNiCr-3焊丝了，
普通的隐患比较大，建议多观察吧。

我觉得压差不是和同行比，而是应该和你们的设计数据以及以前的运行数据比。看是否有显著增长。

1、你要查下你们的转化炉设计压差是多少？现在运行工况与设计工况有多大偏差？出于建设成本考虑，每个装置的压差是不一样的。
2、在保温箱内的下猪尾管及集合支管是热壁管，800多度发红是正常现象；
3、下猪尾管鼓包，很大可能是因为制造或材料缺陷造成发生蠕变，承受不了那么大的内压；跟压差的关系不大。
4、上下猪尾管堵住的炉管，在炉内长时间干烧后，材料可能会出现晶型变化，建议你们在停车时，利用磁粉等无损检测方式对炉管进行检测，已确定是否能用。

731939793 发表于 2021-1-21 08:22
我也是怀疑炉管这么干烧不行，我们制氢车间和设备都说没事。

炉管在高温状态下干烧，主要的不利因素是炉管老化，因为炉管内催化剂不再参与反应而吸热，炉管在高温状态下材质的晶粒会增大，晶粒增大后会降低柔韧性。这也是为什么炉管使用到后期脆性增加的原因，就像陶瓷片，一敲就破。