裂解爐橫跨段壓力表處的裂紋產(chǎn)生原因及對(duì)策
本文通過(guò)對(duì)四川石化乙烯裝置裂解爐區(qū)7#裂解爐橫跨段壓力表處發(fā)生的物料泄露事故進(jìn)行分析，研究其產(chǎn)生裂紋的原因 及相應(yīng)的對(duì)策，為避免再次發(fā)生同類(lèi)事故提供幫助。
1.概述
四川石化80萬(wàn)噸/年乙烯裝置于2009年9月開(kāi)工建設(shè)， 于2014年2月投產(chǎn)。該裂解單元由8臺(tái)SW公司的USC型裂 解爐組成,7臺(tái)USC—176U型液體原料裂解爐(6開(kāi)1備),可 裂解加氫尾油(HTO)和混合石腦油，以及液化石油氣(LPG)、 加氫C4/C5等輕烴原料。1臺(tái)USC-12M型循環(huán)氣裂解爐。 可裂解裝置循環(huán)C2/C3。每臺(tái)USC-176U型液體原料裂解爐 的輻射室為雙爐瞠結(jié)構(gòu),每個(gè)爐膛中有88根U型爐管一字垂 直排列,形成單排雙輻射立管式裂解爐管,每?jī)蓚€(gè)爐膛共用一 個(gè)對(duì)流段,對(duì)流段均在輻射段的上部，其作用是利用離開(kāi)的爐 膛高溫?zé)煔鈦?lái)預(yù)熱對(duì)流段盤(pán)管內(nèi)的裂解原料(HC)和鍋爐給水 (BFW)，過(guò)熱稀釋蒸汽(DS)和超髙壓蒸汽(SHP SS)等，而裂解 爐的橫跨段指的是離開(kāi)對(duì)流段而未進(jìn)入輻射段的工藝段。此處 的壓力和溫度是作為進(jìn)行裂解過(guò)程中監(jiān)控的重要的參數(shù)之一, 通過(guò)其變化趨勢(shì)可以確認(rèn)物料的流通，組分的變化，比較爐出口 壓力和橫跨壓力還能作為是否需要清焦的依據(jù)。所以專(zhuān)利商在 此處設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)一次表和遠(yuǎn)傳DCS表，方便室內(nèi)人員監(jiān)控。
2.現(xiàn)場(chǎng)情況
該裂解爐自二月份開(kāi)工以來(lái)，已經(jīng)安全運(yùn)行4個(gè)月，但近 期7#爐高溫橫跨段管線（管件號(hào)10”-P21021744-D05X-H) 的壓力表引壓管處出現(xiàn)物料泄露著火事故,使得該爐進(jìn)行了非 計(jì)劃的退料停車(chē)，并請(qǐng)專(zhuān)家組前來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)4個(gè)通 道的高溫橫跨管連接儀表引壓管處都有大約2cm的裂紋。 設(shè)計(jì)的一股吹掃防焦蒸汽的溫度與流經(jīng)此處物料的溫度相差 太大。
3.原因分析
①經(jīng)過(guò)細(xì)致的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)該處裂紋產(chǎn)生的原因主要是
防焦蒸汽溫度為2801C，而此處物料溫度（也就是橫跨溫 度）高達(dá)55(TC ,兩種等級(jí)的冷熱介質(zhì)在這里交匯，由于各自的 熱應(yīng)力不同，極易產(chǎn)生冷淬而導(dǎo)致裂紋。②通過(guò)了解，此防焦蒸 汽管線由于布置問(wèn)題在管內(nèi)易干產(chǎn)生凝液，操作中又未及時(shí)排 液,導(dǎo)致冷凝液接觸熱物料發(fā)生的急劇汽化，長(zhǎng)此以往造成了 該處材料的加速減薄,加劇了開(kāi)裂的程度。③此連接處的材料 設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到這點(diǎn)，導(dǎo)致了問(wèn)題發(fā)生。
4.對(duì)應(yīng)策略
①根據(jù)專(zhuān)家建議，由干此處的防焦蒸汽和壓力表的存在， 裂紋產(chǎn)生不可避免，比對(duì)國(guó)內(nèi)其他裝置部分已經(jīng)取消壓力設(shè) 計(jì)。當(dāng)支管修復(fù)好后,用端扳封死。②可在此處設(shè)計(jì)一個(gè)材料等 級(jí)適應(yīng)熱應(yīng)力的套管,套管與壓力表可以用法蘭連接，但此處 接頭需計(jì)算分支管進(jìn)人蒸汽主管的流速，如果流速過(guò)低，冷介 質(zhì)會(huì)接觸到主管上部。反之，流速過(guò)高’冷介質(zhì)會(huì)在主管下部位 作用，而接觸部位同樣會(huì)導(dǎo)致熱疲勞的裂紋產(chǎn)生，因此必須使 得分支管冷介質(zhì)的流速匹配主管中熱介質(zhì)流速,這樣混合均勻 才能避免產(chǎn)生裂紋。而套管的使用加固了連接部分的強(qiáng)度和硬 度，延長(zhǎng)其壽命。③當(dāng)投用其橫跨壓力表時(shí)，外操人員應(yīng)及時(shí)的 做好分支管蒸汽排凝工作，減少冷凝液的積累，減少冷介質(zhì)在 此處的汽化率。
5.結(jié)語(yǔ)
①室內(nèi)人員應(yīng)對(duì)運(yùn)行爐的橫跨段處參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)， 趨勢(shì)進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)偏差要及時(shí)報(bào)告調(diào)整。②室外人員例行巡 檢時(shí)要對(duì)此處進(jìn)行檢査，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。③設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)此做 出課題研究,拿出更加適合此熱應(yīng)力的材料套管方案,或者尋 找比蒸汽防焦更好的防焦方法，使得這些熱偶和附屬元件的抗 干擾性更強(qiáng)。
雖然說(shuō)乙烯的工藝已經(jīng)是一套成熟的工藝，但根據(jù)各地 方的地理環(huán)境不同，各生產(chǎn)流程、設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)不同，因此需要 我們必須掌握更多的更全面的知識(shí),通過(guò)發(fā)生的事故和現(xiàn)象來(lái) 挖掘出本質(zhì)。希望通過(guò)本文的探析能夠引起重視和對(duì)做好工藝 優(yōu)化的信心,避免或最大程度降低類(lèi)似事故給生產(chǎn)裝置帶來(lái)的 損失。
