硫磺回收装置尾气焚烧炉熄火原因分析及对策.doc

硫磺回收焚烧炉F-301
熄火原因分析及对策
张健阿不地外力郝东来
(中油股份独山子石化分公司炼油厂硫磺车间)
摘要:独山子石化硫磺回收装置自06年6月扩能改造后,尾气焚烧炉F-301生产运行中频繁出现熄火现象,对装置平稳运行和装置安全生产影响很大。为此,车间通过多方面查找原因,进行分析并实施对策,解决了焚烧炉频繁熄火的问题。
关键词;硫磺回收焚烧炉熄火
1 前言
独山子石化硫磺装置生产规模为处理炼厂干气10万吨/年,生产硫磺3000吨/年。制硫单元采用部分燃烧法,二级高温掺合,二级催化转化的Claus制硫工艺,尾气处理单元采用RAR工艺,通过催化加氢和胺溶剂吸收使硫磺尾气达标排放。属于石油炼化环保型装置。
硫磺回收装置2006年6月扩能改造完成,硫磺产能从3000吨/年增加到4000吨/年,经济效益和环保效益均得到很大提升。在运行过程中尾气焚烧炉F-301频繁出现熄火现象,对装置平稳运行和装置安全生产影响很大。车间通过多方面查找原因,进行分析并制定相应对策,消除了尾气焚烧炉熄火对装置产生的影响。自从07年8月开始实施对策后,至今未出现一次F-301熄火现象。
2 尾气焚烧炉运行情况及熄火危害
2006年3月至2007年3月期间,尾气焚烧炉F-301熄火次数为15次,熄火率达 。 F-301熄火直接造成尾气加氢单元停工,同时留下不安全隐患,影响装置长周期运行: 熄火后尾气改进焚烧炉燃烧造成排放不合格使得厂区大面积环境污染,严重时造成装置停工;系统瓦斯带硫相关设备的腐蚀加重,影响全厂安稳长运行;当F-301熄火时炉前炉膛温度下降至400℃以下,炉火完全熄灭,尾气及瓦斯通过烟囱排出,大量可燃气体及未完全燃烧的硫化氢气体直接排放大气,造成严重的环境污染和安全隐患;酸性气进事故炉、降C-102温度、干气改出装置、重新点炉、升温等一系列工艺调节至恢复生产需要6~8小时;F-301熄火,还会造成装置能耗上升,装置操作波动,烟气不能达标排放,硫磺产量下降。硫磺装置原则流程见图1。
图1:硫磺装置原则流程图
3 F301熄火原因分析
配风因素
装置设计为制硫炉F-201与尾气焚烧炉F-301共用风机J-201供风,因而当F-201配风波动过大必然影响F-301供风平稳, 造成F-301缺氧熄火;另外,制硫系统配风波动大时,会造成进入尾气焚烧炉的尾气中可燃组分大幅变化,当F-301供风不足或配风比不当时极易造成超温或熄火,可从图2的DCS实时数据中得到验证。
图2:熄火前进尾气焚烧炉配风量和燃料气量实时数据(带圈处为熄火点)


从每次熄火时的数据来看,F-301的进风量是造成炉子熄火的主要因素。化学表达式为(燃料气按照纯甲烷计算):
燃料气燃烧:CH4 + 2O2 → 2H2O + CO2 +Q
即:1Nm3燃料气需2Nm3纯氧气,按照空气中氧气含量约20%计算,1m3瓦斯燃烧,最少需要空气8m3,为保证去F-301的加氢尾气正常燃烧,防止F-301发生窒息熄火,所以,必须保证燃料气/空气≥1:8,车间通过操作摸索,确定F-301燃料气配风原则:燃料气/空气=1:10~15以上,装置运行平稳时F-301消耗瓦斯平均量为25 m3/h,根据配风计算公式,F-301理论入炉风量约250~300m3/h。