摘要：裂解炉在运行及操作变动期间，一些关键参数会设置联锁保护系统。目的是用来保护管线，设备防止因突发情况或操作不当造成管线设备超温超压可能导致的各种事故。
关键词：裂解炉；停车；联锁；流量
裂解炉停车联锁一般包括原料流量低联锁、急冷件温度高联锁、COT温度高联锁、SS温度高联锁、汽包液位低联锁、辅操台触发裂解炉停车联锁。
1 原料流量低联锁触发的原因分析
（1）原料流量低联锁触发的原因
1）原料车间原料泵切泵时造成原料流量大幅波动，导致原料流量低触发联锁。
2）原料流量联锁指示表出现假指示。当原料是重质原料（如HTO）时；一般在北方的冬天，当HTO流量表仪表箱内伴热，保温失效时，由于HTO组分重，粘度大，在低温环境中仪表引压管可能会出现“挂蜡”情况，导致引压管内没有流量，流量表指示不准引发裂解炉停车联锁。
3）当原料中杂质较多时，会引起流量表引压管不畅，造成假指示，引发原料流量低停车联锁。
（2）预防措施
1）主操在原料泵动作前先将辅操台原料流量低联锁旁路，然后关注原料流量趋势，关注COT变化趋势，当原料流量波动幅度过大时，COT变化也会很大，这时及时将燃料气（FG）改成手动控制，调整FG的压力，防止COT出现大幅波动。
2）仪表车间应加强仪表防冻管理；仪表箱内除设置伴热外，在仪表箱门门口处设置整张的保温材料，防止冬天因仪表箱门未关严，导致仪表引压管局部冻堵。
3）在裂解炉正常投料之前，原料总阀前接胶带排一下原料中的杂质，杂质排净之后，再开始投料；在裂解炉正常运行期间主操加强原料趋势的监盘，当原料流量变出现大幅波动时，及时将辅操台联锁旁路，同时将原料调节阀改成手动控制，关注COT变化，当COT没有明显变化时，通常是仪表假指示；及时联系仪表人员到现场处理仪表，仪表处理正常后观察一段时间没有明显波动后，进料调节阀再投自动控制。
2 急冷件温度高联锁的原因分析
急冷件温度高联锁的原因一般和急冷油泵有关；当急冷油泵出现故障时，急冷油（QO）流量降低，急冷件喷油量减少，急冷件出口温度会迅速上涨，这种情况发生时，所有裂解炉急冷件温度都会同时迅速上涨，这时应根据QO流量选择部分裂解炉停车，通常将热负荷较大，急冷件喷油量大，乙烯收率相对低的重质炉触发局部停车联锁，同时将停车炉的FG压力控制到热备时的压力，快速降低炉膛热负荷，急冷件出口温度也会较快降低，可以有效减少急冷件喷油量；轻质炉及时降负荷运行，尽量维持QO低循环量时，裂解炉的运转。当QO泵处理正常，QO循环量恢复后，重质炉再重新投料，轻质炉逐渐恢复负荷。
3 COT高温联锁的原因分析
COT高温联锁目的是保护炉管，防止炉管温度超过材料耐受温度而出现损坏泄露的事故。COT高温联锁一般有几种原因。
1）当原料流量突然降至很低时，炉膛FG负荷不及时降低，炉管热量不平衡，COT会迅速上涨，不及时控制话，会触发COT高停车联锁。
2）裂解炉运行至末期时，炉管结焦严重，个别炉管会因结焦温度过高造成COT高停车联锁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆裂解炉由于原料的品质及炉管的材质使得原料在辐射段发生裂解反应的同时，在炉管内壁也会有焦的生成；焦的传热系数要低于炉管的金属材质，因此炉管的外壁与内壁会有一定的温差，外壁吸收炉膛底部火焰产生的辐射热通过焦层传到内壁，再传到炉管内的原料等介质后发生裂解反应，同时炉管内的原料也通过吸收外壁的热量，避免外壁温度过高；当裂解炉运行到末期时，炉管内壁的焦层会越来越厚，内外壁的温差会变大，而炉管内部原料会因为焦层变厚，内管径变小，导致烃分压变大，烃分压变大时又会加快炉管的结焦，同时因为焦层吸收炉管外壁的热量，在水蒸气作用下会发生水煤气反应，生成的大量CO会对后系统产生影响；COT是辐射段出口炉管外壁温度，出口处温度主要还是炉管内的原料，DS等介质将辐射段底部热量带到炉管出口处时再经过出口处内壁的焦层传给出口处外壁；当裂解炉运行到末期时，整体炉管内的焦层都比较厚，要达到同样的裂解深度，需要的FG负荷增加，炉管底部的内壁温度都会增加；某些炉管底部结焦严重，焦层较厚，炉管内介质呈高温高压状态；炉管出口处焦层厚度相对较薄，炉管底部带来的高温热量传到出口处时，热量传到炉管外壁，COT就会明显上涨，如果上涨的COT是联锁表，当温度上涨到联锁温度时，就会触发局部停车联锁，联锁后将FG降到热备负荷，保护炉管，防止超温损坏。所以一般在裂解炉运行到末期时，炉管颜色开始发红，与傍边炉管有色差，温度高于傍边正常炉管温度时，就应及时干预炉管的结焦，主操可提高对应路炉管的稀释比；在炉管内介质总量不变的前提下，降低此路的进料量，提高相应的稀释蒸汽量，来减缓炉管的结焦趋势，延长裂解炉的运行天数；当炉管结焦严重后，在炉管堵死之前，裂解炉应该及时下线烧焦处理，将结焦炉管烧通，减少炉管堵死后的检修费用。
3）裂解炉烧焦时，烧焦初期炉管内焦含量较大，烧焦空气应逐步通入，当空气量一次通入过多时结焦严重的炉管内焦和空气发生剧烈的燃烧反应，放出大量热，炉管温度会快速上升，当温度达到联锁值时，触发COT高停车联锁，防止炉管温度过高损坏炉管。
4 SS高温联锁的原因分析
当SS温度超过联锁值时触发裂解炉停车联锁，原因一般有三种。
1）SS减温水调节阀出现故障，SS温度上涨时开大调节阀水量不涨，不及时控制话导致SS超温联锁停车；此时应及时联系仪表处理阀，同时室外将调节阀改手动控制，和中控配合调节水量，控制SS温度，防止触发联锁。
2）当裂解炉因其他原因触发局停联锁时，对流段原料没有流量，DS量会增加，但不足以弥补对流段热平衡中原料冷量的缺失，这时对流段多出的热量会作用到BFW、SS等盘管上，导致SS出口温度快速上涨，不及时控制，会触发SS高温联锁；此时应及时控制FG负荷，将对流段的热负荷降到热备状态，防止SS超温。
3）后系统压缩机跳车时，SS用量会大幅减少，SS管网压力温度会升高，这时所有裂解炉的SS都会受到影响，产生憋压的现象，SS温度会快速上涨，这时将SS减温水调节阀改手动控制，开大防止超温；SS压力，温度仍持续上涨时，可稍开SS放空阀控制SS的温度，防止管线超温。
5 其它联锁的原因分析
裂解炉正常运行时，当汽包液位过低时，风险是很大的。SLE是用BFW给裂解气降温，同时BFW被加热发生SS；当汽包液位过低时，SLE中水/蒸汽侧可能会没有BFW供应，SLE中裂解气温度无法降低，SLE中裂解气侧会加速结焦，管线有超温损坏的风险。所以汽包液位过低时会触发裂解炉全停车联锁，FG中断，热负荷降到最低保护SLE等设备。
辅操台及现场盘有裂解炉全停车联锁开关。当装置遇到火灾，地震等突发事故时，中控主操或现场班长可根据实际情况，决定是否触发裂解炉全停车连锁，保护装置。
结束语
综上，裂解装置各种联锁无论从工艺还是设备角度来说都是十分必要的，它可以确保装置在非正常波动时将损失降到最小，同时有效地保护了设备。
参考文献：
[1]沈朝霞.裂解炉联锁控制功能的实现[J].乙烯工业，2000（1）.
[2]王松汉.乙烯装置技术与运行[M] .北京：中国石化出版社，2009.
[3]王冬伟.乙烯裂解炉的结焦原理及其抑制方法[J].江西化工，2018（1）.
论文作者:廖本刚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/17
标签：炉管论文; 联锁论文; 温度论文; 原料论文; 结焦论文; 流量论文; 仪表论文; 《防护工程》2018年第31期论文;