实现裂解炉长周期高效运行的途径

刘运龙(中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362103)

摘要：乙烯裂解炉是裂解法制乙烯的最核心装备，因此如何保障乙烯裂解炉的使用寿命是化工企业应该重视的一个问题，文章就此展开论述，首先简介了裂解法制乙烯的工艺，其次指出了乙烯裂解炉长周期运转容易出现的问题，再次分析了裂解炉失效的原因，最后给出了如何解决这一问题的策略，旨在为乙烯裂解炉的长期高效运行提供一定的参考。关键词：乙烯裂解炉；长期运转；失效

0 引言

众所周知，乙烯的生产在整个石油化工产业中占有重要地

位，而乙烯最为常见的生产方法就是热裂法，而热裂法制乙烯的核心装备就是裂解炉，因此如何延长乙烯裂解炉的使用周期直接关系到经济效益。现阶段，乙烯裂解炉容易失效的原因主要有以下几点：首先是炉管服役温度，其次是炉管的材质影响，最后是物料冲刷的影响，我们应该综合考虑，合理分析，保证裂解炉的长周期高效运行。

为18%，也较多。除此之外，在长期的高温影响下，乙烯裂解炉内部结构出现氧化、机械损伤、弯曲变形以及热疲劳的可能性都会增加，所以要想真正意义上改善生产环境，提升设备的综合运转效率，就必须针对上述问题进行预防控制，延长设备的使用寿命，取得良好的经济效益。

3 乙烯裂解炉长周期运行出现问题的原因

3.1 炉管的表面温度

乙烯裂解炉长期使用后会出现各种问题，其主要的失效形式与温度相关联。在上述提到的乙烯裂解炉失效形式当中，主要包括蠕变、渗碳、热疲劳，同时还包括内部氧化等问题，都会受到温度的正向影响。换句话说，温度越高，上述疲劳与损害出现的概率也会相应的增加。在高温条件下运行，温度越高，出现故障的可能性也越高。另外，开停车的次数也会受到温度的影响，从而出现严重的内部损伤。根据乙烯裂解炉的基本构造与工作特征来看，其很难实现在生产过程中各个区域的温度均匀，很多情况下炉管的内部温度差异都可以达到50℃甚至100℃，在这样的差异下，势必会出现炉管寿命遭受影响，大多数炉管的使用寿命都会缩减30%以上，个别的情况下仅有正常寿命的一半。除此之外，受到温度梯度的不良影响，温差应力也会相应的增加，从而导致炉管内部较早出现了热疲劳裂纹，影响整体的使用寿命。

1 热裂法制乙烯简介

乙烯裂解生产在现代化工生产中具有重要的意义与价值，采取乙烯裂解技术生产乙烯，能够有效降低温度的控制要求，提升能源的综合利用效率。在这个过程中，随着裂解问题的改善，裂解操作温度也会发生明显的变化，所以在应用乙烯裂解生产时可能会出现不同类型的设备失效与安全风险。为了解决类似的问题，提升热裂解生产乙烯的效果，就必须要做好产能扩增与技术革新，提升乙烯裂解的工艺稳定性。

2 乙烯裂解炉长周期运行存在的问题

2.1 乙烯裂解炉的操作工状

乙烯裂解生产过程中需要借助于乙烯裂解炉，而该设备长期处于复杂的工况条件当中，很容易受到裂解反应的影响，从而影响到操作的稳定性。根据实际经验来看，乙烯裂解炉工作过程中需要接触的环境主要包括温度、压力以及介质，这三个影响因素决定了内壁接触后的稳定性。介质可以归纳三个主要方面，分别是烃类混合物、氢以及水蒸气等等，炉管的外部主要接触大量的烟气，这些烟气物质中包含着大量的能量。根据工作温度的特征来看，其主要的工艺来源于使用温度的改变，现阶段的炉管在使用过程中温度会持续增加到1100℃左右，但是由于工艺的问题，可能会存在炉管温度不均匀的情况，差距较大时可能达到100℃以上。在这样的条件下，炉管的操作压力不均匀，导致的压力应力变化较大，从而出现内壁结焦等问题，需要对其进行维护，此时可能会影响整体的生产效益。

3.2 炉管材质的影响

乙烯裂解炉的材质也是影响使用稳定的重要因素之一。

根据基本使用环境来看，随着温度的提升，材质的稳定性会发生显著的变化，所以只有更耐高温的材料才能够减轻温度带来的不良影响。截止到目前，应用比较广泛的炉管材料包括有HP40，HK40以及哈氏合金等等，这些材料的添加可以显著提升炉管的耐高温能力，从而满足实际的寿命设计需求。

3.3 物料的冲刷

乙烯裂解炉生产过程中存在内部流速较高的情况，长期使用物料会不断对管壁进行冲击，从而会因此导致管壁变薄、穿孔等情况。除此之外，管壁的内部会出现渗碳，该问题往往也与长期的冲刷密切相关，所以需要做好物料的管理，同时根据实际需要设计管壁，降低物料冲刷带来的腐蚀性影响。

2.2 乙烯裂解炉长周期运行存在的问题

乙烯裂解需要面对复杂的生产条件，特别是炉管作为操作

温度最高的结构部分，其长期处于高温当中。复杂的工作环境会带来长期运转的结构疲劳，甚至导致结构的失效，所以要想真正意义上解决裂解炉运行瓶颈问题，就必须要做好炉型的构造设计与优化。经过相关案例分析结果显示，乙烯裂解生产中，裂解炉的失效类型众多，其中发生率最高的失效类型为渗碳，该类型的发生率达到了19%，受到渗碳的影响出现开裂的数量

4 保障裂解炉长期运行的措施

4.1 炉管材质和结构

为了提升乙烯裂解炉的运行可靠性，升级炉管的材质并优

化设计结构是最为可靠的途径。通过工艺流程分析，可以准确的计算出炉管使用过程中的金属温度，从而选择更匹配使用环

2020年05月 | 169设备运维境的金属，提升炉管的材质稳定性。在结构方面，则应该尽可能通过优化设计来降低物料冲刷带来的压力与影响，并且在检修期间做好炉管部件的调整、结构升级，为保障裂解炉的可靠运行提供必要的条件与技术支持。

论化工机械设备的管理技术与保养框架构建

马子兴

(沈阳东瑞精细化工有限公司，辽宁 沈阳 110142)

摘要：在化工机械管理中，设备的管理与维修保养工作是其中重点，对化工企业的经济效益有着较大的影响。因为化工机械设备在不断的运转中会出现老化或者其他现象，这样就会影响设备的使用寿命，影响设备的正常的运转。文章围绕化工机械设备的管理及保养工作进行技术分析。关键词：化工机械设备；管理技术；保养

4.2 裂解炉操作

裂解炉操作速率需要根据设备的操作流程来进行调整，无

论是冷却速度过快还是裂解速度过快都会导致设备疲劳加剧，所以需要尽可能提升温度的均匀度，特别是炉壁的均匀度。通过控制炉温，也可以有效延长炉管的使用寿命，提升投资回报的效率，这也是现阶段乙烯裂解炉操作过程中需要着重关注的部分。在操作之前，需要对操作人员进行技术培训，既要掌握一定的技术原理，也需要具有一定的实际操作技能与经验，从而确保乙烯裂解炉操作过程中不出现误操作问题，具体结构图如图1所示。

烟气

0 引言

裂解气

对流室

随着社会经济的不断发展，人们的生活质量有了较大的改善，这使得人们对化工企业所生产的产品也提出了更高的要求。而化工机械设备经过长期的运转较易发生故障。基于此，需要重视对设备的日常管理以及保养，这样可以减少设备的故障发生概率，能够使化工企业的生产得以顺利进行。

急冷锅炉对流室管组

1 化工机械设备的管理

烧嘴走廊

耐火砖辐射室裂解管

侧壁

烧嘴底壁烧嘴

辐射室

1.1 机械的润滑管理

在化工生产过程中，机械设施在长期的运转中会出现磨损的现象，会影响机械的运行效率。因此机械设施的润滑管理至关重要。需要从以下几方面着手润滑管理工作：

(1)重视对润滑剂的合理选择。在选择过程中，技术人员应当以机械设施的工作特点为依据来进行选择。

(2)重视对润滑油的管理。在管理润滑油之时，需要建立相应的责任部门，并完善相应的管理制度。润滑组成系统包括以下几个部门，如供应部门、检测部门等等，这些部门都有一定的润滑油管理工作责任。供应部门负责在采购环节落实自己的职责，例如保证自己所采购的润滑油质量合格；检测部门则负责对油品的信息进行检查。另外，还需要做好信息资源方面的技术管理。例如，润滑的消耗定额信息[1]。还需要对机械设施的润滑情况进行定期的检测，对于润滑系统中所出现的问题要及时的解决。

图1 裂解炉操作结构图

4.3 运行状况监测与检修

乙烯裂解炉运行过程中需要做好状态的监控与跟踪管理，

并根据实际情况做好详细的记录。一般来说，炉壁的真实温度数据与炉管的实际状态密切相关，如果不跟踪显示可能会错过一些关键信息。相对的，通过跟踪监测，可以及时对炉膛内部的温度进行调整，避免炉管损伤加剧。在一些客观条件下，还可以借助于红外热相设备来开展这些工作，针对停工期间的炉管进行综合排查时，也可以借助于无损检测的设备进行重点区域的检测，根据失效的实际情况来进行整体分析，整理出完善的档案资料，并做好检测反馈工作，更为精准的判断出乙烯裂解炉的炉管运行条件与损伤状态，指导下一步的维修与更换零部件工作。

1.2 机械的防腐管理

化工机械在长期的使用中有可能会遭到腐蚀，这就需要技术人员重视对机械的防腐管理。具体而言，可以从以下几方面着手：

(1)设计阶段。通常而言，如果设计中存在着问题，那么势必会对机械的腐蚀产生不利的影响。故此，为了预防生产过程中所出现的问题，则需要重视对设计过程中对各种影响因素进行分析。第一，要以介质的环境为依据，对设施素材进行明确，在素材的选择中，需要对素材间的保温性与复合性等内容进行分析。第二，要全面分析部分性腐蚀的情况，并且对设施的结构设计进行关注。在设计过程中，缝隙的出现不可避免，然而，为

5 结语

综上所述，乙烯裂解炉长期运转失效的影响因素主要应从以下三种情形分析：首先我们要考虑炉管的服役温度，其次是裂解炉材质的选取，最后要分析物料对裂解炉的重冲刷作用，在实际生产中，应从选材、裂解法制乙烯的操作流程上实时监控裂解炉的运行状况，及时检查等，从而够最大限度的延长乙烯裂解炉的使用寿命，使我们的经济效益最大化。

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170 | 2020年05月设备运维对设备的焊接组件进行合理的分析，明确其实际情况，进行合理的选择，做好技术交底工作，对焊接工序进行合理的指导，编制完善的施工方案，保证其后续的施工有效的开展。在焊接前对焊接材料进行合理的分析，做好材料质量检查，当材料的形式、工件质量、尺寸、损伤等进行合理的处理，以保证其符合实际的要求，当材料出现质量问题时可以进行损伤修复，保证质量后再进行焊接工序[3]。

其次，积极进行合理的焊接设备准备，主要是指现阶段焊接中需要应用的焊接电源、焊接辅助设备等，做好合理的准备工作，以此来保证现阶段的实际需求，提升整体的施工效率，优化焊接质量。例如，现阶段的焊接辅助设备常见手工电弧焊机、氩弧焊机等，不同的设备在使用方法上存在一定的差异性，工作人员应根据实际情况进行合理的选择，以保证施工有序的进行[4]。最后，合理进行焊接材料的准备工作，现阶段在焊接过程中，材料直接影响现阶段的焊接质量，因此工作人员应加强重视力度，针对现阶段的焊丝、焊剂、焊条、保护气体等进行合理的选择，保证其材料符合现阶段的要求，以实际情况为基础，进行针对性处理，以保证工作有序的进行。例如，可以根据实际情况进行材料选择，尤其是焊条，应根据焊接要求进行焊条选择，并做好焊条的烘干，以此来提升整体的工作质量。焊接工艺的准备工作也是重点内容，通常情况下，焊接工艺的准备较为复杂，包括焊接工艺指令卡与焊接工艺指导，根据实际情况进行选择，保证焊接的试验材料与实际的材料符合，做好焊接性能试验，以满足现阶段的发展需求。对现阶段的焊材、保护气、焊接电流等进行合理的处理，做好材质的性能分析，以保证其整体的焊接效果。针对母材来说，受其自身的性质因素影响，应做好特定的预热与焊后的热处理工作，营造良好

[5]

的焊接条件，否则不能进行焊接施工。

进行处理，以满足现阶段的发展需求。如保证焊接的顺序符合

指导书的要求，做好焊接电源、焊条、焊接方法的选择，严格遵循焊接计划书，积极开展质量控制，保证焊接的外观与尺寸符合质量要求标准[6]。

3.3 全面进行焊接后的质量控制

积极进行合理的焊接后质量控制，工作人员应根据实际情况进行合理的处理，对焊接进行记录，保证记录的内容真实，同时保证其合理性与有效性，呈现出良好的可塑性。通过该方式给予工作人员一定的施工压力，保证其工作过程中可以认真对待工作，明确焊接工作的严肃性，以此来保证焊接质量。在工作过程中逐渐进行工作经验累积，提升工作人员的综合素养水平，根据实际的经验进行推广总结，合理发现存在的问题，并针对问题进行针对性处理，以此来避免出现相同的类型问题，从根本上推动我国焊接技术与焊接工艺水平提升，提高焊接质量，推动行业实现全面发展。

4 结语

综上所述，受化工设备自身的性质因素影响，对设备焊接的要求较高，因此工作人员在处理过程中应保证焊接质量，明确焊接的各个流程，以实际情况为基础，做好焊接的前期准备工作，选择合理的焊接材料与焊接技术，尤其是焊接准备工作直接影响后续的焊接效率与焊接质量。工作人员需要正确的把握各个环节，注意整个焊接过程的控制，做好安全防护，以实际的安装要求为主，保证各项的功能满足要求，做好焊接的程序控制，提升焊接水平与质量，满足化工行业发展。

参考文献：

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[2]龚榆晟.化工设备制造过程中焊接质量控制措施探究[J].化工管理，2019, 12(30): 128-129.

[3]孟翔宇，孙鹏.分析化工设备安装中焊接技术的质量控制措施[J].中国石油和化工标准与质量，2018, 38(21): 21-22.

[4]马剑博.浅议化工设备安装中焊接技术的质量控制[J].石化技术，2017, 24 (10): 63.

[5]王智升.有关化工设备安装中焊接技术的质量控制措施研究[J].山东工业技术，2018, 15(20): 22.

[6]李萍.异种钢的焊接技术在石油化工设备检修中的应用[J].甘肃科技，2018, 30(19): 58-59, 127.

3 化工设备焊接技术的质量控制策略

3.1 合理进行焊接前的质量控制

现阶段的焊接前质量控制主要是指现阶段施工前进行合

理的焊接施工作业指导，从不同的角度进行创新，保证指导工作质量。如材料指导，保证选择的焊接材料符合实际的焊接工艺要求，根据现阶段的实际情况进行处理，加强对焊接材料的处理与保管，做好质量控制。针对现阶段的焊接人员进行管理，积极进行合理的培训，从焊接质量控制、焊接安全防护等多个角度进行处理，保证各方面的工作合理，在合理的标准范围，满足现阶段的发展需求。现阶段的加工工作也是重点内容，加工工作是为后续的处理进行提前准备，如引弧板的安装、坡口加工要领等，应保证其合理性。组装也是重点内容，其主要是指进行合理的定位、预热、清根、焊缝返修等情况进行处理，做好准备工作。在焊接后进行合理的检查，其检查的范围较广，内容较多，如焊接的外观检查、方法检查、焊接要领检查等，明确其实际的标准，以满足实际需求，为后续的施工奠定基础。

上接第170页(文章题目:实现裂解炉长周期高效运

行的途径)参考文献：

[1]王小强，田亮，程中克，等.乙烯裂解炉模拟优化软件现状及其应用[J].石油与天然气化工，2019, 48 (06): 44-48.

[2]冯澎波.乙烯装置裂解炉投料模式优化[J].化工管理，2019 (32): 176-177

[3]龚玫.实现裂解炉长周期高效运行的措施[J].山东工业技术，2019 (08): 100, 174.

[4]王树民.实现裂解炉长周期高效运行的措施[J].炼油与化工，2018, 29 (01): 30-32.

3.2 进行焊接中的质量控制

当前的焊接中按质量控制主要是指施工中焊接人员的管

理与控制，在焊接过程中焊接人员的操作直接影响焊接质量，应保证焊接人员合理根据当前的焊接要求与焊接工艺指导书进行合理的施工，正确进行操作，严格按照现阶段的施工顺序

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