乙烯裂解炉辐射段和对流段炉管损伤分析

摘要

随着乙烯裂解装置的大型化和高效化，其运行参数愈加苛刻，结构和用材愈加复杂，发生各种损伤和事故的几率有所增多。本工作通过对某厂30万吨/年乙烯裂解装置安全经济运行有重大影响，又屡次出现问题的裂解炉辐射段、对流段等关键区段所发生的几起损伤破裂事故所作的系列试验分析工作，弄清它们的损伤形式、性质、成因及影响因素，特别是探讨了损伤和事故的控制措施，该项工作具有一定的技术经济效益和社会效益。
　　 本文对该厂前后发生的几起裂解炉辐射段炉管、管件破裂损伤事例分析后指出，运行温度一段时间偏高（局部），特别是清焦温度偏高（局部），造成炉件内壁材料局部严重渗碳和氧化腐蚀，并引发脆性断裂和热疲劳破坏（高温腐蚀疲劳断裂）；炉管外壁氧化和热腐蚀损伤；不适当的清焦方法（如锤击炉管）造成炉管开裂；采取严控运行温度、适当降低清焦温度，控制炉气成分，采用规范的清焦方法和清焦工艺等措施后基本解决了该问题。
　　 通过对F0301、F0501裂解炉对流段高温过热一段HTCIA炉管的破裂事故分析，证实18-8型对流段炉管的损坏主要由应力腐蚀开裂及腐蚀疲劳所造成。借助控制温度波动和压力波动，杜绝吹灰器凝液吹入炉内，使对流段恢复长期稳定运行。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1 文献综述

1.1 世界及我国乙烯工业发展概况

1.2 乙烯裂解装置

1.3 裂解炉的技术进展

1.3.1 裂解炉的大型化

1.3.2 炉型结构及炉管材料

1.4 乙烯技术进展近况

1.4.1 管式炉裂解技术日益完善

1.4.2 各种新技术研究异常活跃

1.5 我国乙烯工业发展概况

1.5.1 我国乙烯供需状况

1.5.2 我国乙烯技术研究状况

1.5.3 发展趋势

1.6 乙烯裂解炉故障分析

1.6.1 辐射段锅炉管破裂

1.6.2 对流段锅炉管破裂

1.6.3 急冷器管破裂

1.7 论文出发点

1.8 本文研究意义和研究内容

1.8.1 研究意义

1.8.2 研究内容

2 辐射段和对流短炉管损伤和事故

2.1 裂解炉辐射段炉管问题

2.2 裂解炉对流段换热管问题

2.3 本章小结

3 试样检测分析

3.1 裂解炉辐射段炉管试样

3.2 裂解炉对流段换热管试样

3.3 裂解炉辐射段炉管试样检测分析

3.3.1 宏观检查

3.3.2 破裂炉管/管件化学成分分析

3.3.3 金相检验

3.3.4 管件和炉管材料探针分析

3.3.5 管件和炉管材料碳分布测定

3.3.6 硬度检验

3.3.7. 断口分析

3.4 裂解炉对流段换热管试样检测分析

3.4.1 宏观检验

3.4.2 炉管化学成分分析

3.4.3 炉管试样常温拉力试验

3.4.4 金相检验

3.4.5 断口分析

3.4.6 断口上腐蚀产物成分分析

3.5 本章小结

4 裂解炉辐射对流段炉管失效讨论

4.1 裂解炉辐射段炉管损伤性质、成因和控制措施

4.1.1 关于裂纹性质的讨论

4.1.2 关于裂纹成因和开裂机制的讨论

4.1.3 关于炉管/管件破裂控制措施的讨论

4.2 对流段炉管损伤性质、成因和控制措施

4.2.1 对流段炉管损伤性质

4.2.2 关于裂纹成因的探讨

4.2.3 关于炉管变形的讨论

4.2.4 关于控制对流段炉管损伤的建议性意见

4.3 本章小结

结 论

参考文献

致 谢