催化裂化装置烟气轮机叶片在线除垢

崔卫强

（山东润泽化工有限公司，山东东明 274500）

1 问题

（1）山东润泽化工有限公司100 万吨催化裂化装置主风机组配套烟气轮机型号YL11000-D，振动报警值80 μm，连锁停机值105 μm。2018 年11 月10 日，因烟机叶片结垢严重，振动超标联锁停机，解体维修时更换新的烟机转子，于2018 年12 月14 日维修后开机，烟机振动较以往值（20 μm 左右）偏高,VI1442B 振动值在43 μm 左右（图1）。

图1 VI1442B 振动趋势

（2）2019 年1 月13 日13:20 至13:35，烟气轮机振动值连续2次上升（图2）,振动值VIA1442B 由55 μm 上升至66 μm，再由66 μm 升至75 μm 左右；VIA1442A 由38 μm 上升至45 μm，再由45 μm 上升至50 μm 左右；且均有逐步上升趋势。

（3）2018 年12 月27 日对再生器烟气粉尘浓度检测化验，催化三旋入口粉尘浓度992.5 mg/m3，催化三旋出口粉尘浓度342.9 mg/m3，烟气中粉尘含量超指标（指标≤200 mg/m3），判断烟气粉尘量大是烟机转子结垢引起转子动不平衡，导致烟机振动值大，且有不断上升趋势。以往烟机叶片结垢如图3、图4 所示。

2 应急方案

图2 VIA1442A/B 振动变化趋势

图3 烟机叶片结垢

针对烟机振动值大，且有上涨趋势,制定在线应急除垢方案，计划于烟机振动达到报警值80 μm 时做应急处理。

1 月13 日20:00 左右，烟机振动值VIA1442B 由75 μm上升至82 μm 左右，VIA1442A由49 μm 上升至55 μm 左右（图5），且还有上升的趋势，车间启动在线应急清垢方案。

3 在线清垢措施

（1）启动备用风机，主备用风机进行平稳切换。使烟机切出系统，主风机进入安全运行模式。即：静叶角度调至最低开度22%，主风机改防喘振阀放空，防喘振阀全开，烟机蝶阀关闭。

（2）为保证烟机壳体不变形,避免温降过快导致气封、过渡衬环等与转子摩擦产生振动，使烟机降温速度≤100 ℃/h，缓慢关闭烟气蝶阀（关闭烟气蝶阀后，烟机出口会有温升），用电机拖动主风机组运行，保持烟机组转速5835 r/min 不变。

（3）由于烟气蝶阀泄漏量大，烟机出口温度降不下来，关闭烟气闸阀。关闭烟闸后，严格监视烟机各参数的变换，以防结垢突然脱落，导致振动等参数超标。

（4）关闭烟闸后，随着烟机出口温度的降低，烟机振动值反复的升高降低（说明有结垢脱落）。

（5）2019 年1 月14 日10:50 在烟机出口温度降至450 ℃时，反复调整烟机轮盘冷却蒸汽量，蒸汽量最小180 kg/h，最大2500 kg/h（图6），对烟机转子和流道上的催化剂和结垢进行吹扫。伴随轮盘冷却蒸汽量变化，烟机振动值出现反复波动，VIA1442B（绿线）振动值在（35～75）μm 之间波动，VIA1442A（红线）振动值在（25～45）μm之间波动（图7）。

图4 烟机叶片垢状物

图5 启动应急方案前VIA1442A/B 振动变化趋势

图6 调节轮盘蒸汽量

图7 轮盘冷却蒸汽调节过程烟机振动变化趋势

（6）2019 年1 月14 日12:50 烟机出口温度降至350 ℃时，将烟机轮盘冷却蒸汽大幅度调整，以加大叶片上结垢的吹扫强度。13:50 烟机振动值不随蒸汽加大吹扫波动时，说明烟机叶片结垢已基本脱离，吹扫除垢完成。

（7）烟机振动等各参数运行平稳后，缓慢开启烟气闸阀，将烟气引入烟机，使烟机升温速度≤100 ℃/h。

（8）待烟机出口温度＞450 ℃时，缓慢开大烟气蝶阀，烟机逐渐带负荷，提主风机负荷，关闭主风机放空，进行主备机平稳切换。

（9）2019 年1 月14 日17:30 主风机组并入系统，随着状态趋于稳定（图8），振动值VIA1442B 稳定在43 μm 左右，振动值VIA1442A 稳定在33 μm 左右。达到了2018 年12 月14 日维修后首次开机运行状态。

图8 在线清垢后VIA1442A/B 振动值变化趋势

（10）2019 年1 月14 日10:30 至17:30，用7 h 在线解决了因烟机叶片结垢导致的振动值升高故障。现烟机振动值VIA1442A 在33 μm 左右，VIA1442B 在45 μm，运行趋势平稳（图9）。

4 总结

（1）确保烟气粉尘含量不超标，使其保持在一个合适水平，选用质量合格的催化剂和平衡剂。

（2）工艺操作要平稳，避免再生器压力、主风气量大幅度波动和稀相密度二次燃烧，造成催化剂热崩破碎。

图9 烟机叶片在线清垢后振动趋势

（3）加强废剂罐废剂的卸剂，避免因废剂罐料位较高，影响三旋的分离效果。

（4）加强烟气粉尘含量的检测，为烟机的运行提前做好预测和指导。

（5）一旦烟机结垢，进行在线处理，在烟机降温和烟机轮盘吹扫蒸汽调整过程中，密切监盘，避免结垢层脱落不均匀引起振动等参数超标。

（6）此次催化烟机叶片在线除垢是一次成功创新，在线消除了烟机运行安全隐患，取得了较好的效果。