Крекинговые трубы в печах пиролиза: материалы, виды отказов, советы по покупке

Распространенная жалоба на смену установки этилена одна и та же: с каждой неделей печь разгорается сильнее, температура на выходе змеевика колеблется, а радиационный пирометр показывает яркие пятна на одной из ветвей змеевика. Обычно виновата треснувшая трубка, а не горелка. Понимание того, почему крекинговые трубы портятся, какие материалы работают лучше всего и как определить качество труб, является самым быстрым способом обеспечить эксплуатационную готовность печи.

Что такое крекинговая трубка?

Трубка крекинга — это реакционная труба внутри печи парового крекинга. Углеводородное сырье — этан, пропан, нафта или газойль — смешивается с разбавляющим паром и проходит через трубку, в то время как внешние горелки нагревают его. Технологический газ достигает температуры 750–950 °C за короткое время пребывания, обычно 0,1–0,5 секунды, а тепло расщепляет более крупные молекулы на этилен, пропилен и другие олефины.

Трубка должна выполнять несколько работ одновременно. Он содержит горячий газ под высоким давлением, передает лучистое тепло в технологический поток, противостоит науглероживанию слоя углерода и кокса и выдерживает собственный вес при температуре выше 1000 °C в определенных местах. Следовательно, большинство трубок для крекинга изготовлены из высоколегированной стали, отлитой центробежным способом. Наиболее распространенными семействами являются марки 25Cr-35Ni-Nb и модифицированные марки HP45 с добавками микросплавов, предназначенными для улучшения прочности ползучести и устойчивости к науглероживанию.

Срок службы крекинговой трубы зависит от взаимодействия материала, конструкции печи и условий процесса. Геометрия катушки имеет такое же значение, как и химический состав сплава. Если вы заменяете существующий пакет, радиантная катушка для крекинга трубки — это компонент, который необходимо проверить в первую очередь.

Китайский производитель излучающих змеевиков, завод крекинговых труб Tuopu Industry — китайский производитель излучающих змеевиков, поставляющий высокопроизводительные крекинговые трубки и коллекторы прямо с нашего завода. Высокий... Посмотреть продукт →

Почему крекинговые трубки выходят из строя раньше ожидаемого срока службы

Выход из эксплуатации ламп редко бывает неожиданным. Это начинается с медленной потери производительности. На внутренней стенке накапливается кокс, эффективное поперечное сечение сжимается, перепад давления увеличивается, а температура металла трубы повышается. Каждый дополнительный градус температуры металла сокращает срок ползучести. Когда операторы продлевают кампанию, чтобы избежать остановки, труба приближается к отказу.

В таблице ниже суммированы четыре механизма, которые доминируют в деградации трубки крекинга.

В реальной работе эти механизмы действуют совместно. Науглероженный материал теряет пластичность, что делает его более чувствительным к термической усталости. Небольшая область воздействия пламени повышает местную температуру металла, что ускоряет как ползучесть, так и окисление. Тенденция видна, если отслеживать температуру стенок и падение давления.

Как оценить качество крекинг-трубок перед покупкой

Качество определяется до того, как труба попадает в печь. Литейное производство контролирует химический состав, структуру зерен, внутреннюю прочность и постоянство толщины стенок. Дешевая катушка с аналогичным номером чертежа может выглядеть на бумаге идентично, но выйти из строя раньше из-за пористости, неправильной термообработки или слабого сварного шва.

Используйте эти контрольные точки в качестве контрольного списка:

• Сертификат химического состава с углеродом, хромом, никелем, ниобием и остаточными элементами.
• Параметры центробежного литья, такие как скорость формы и температура заливки.
• Кривая отжига на раствор и результаты твердости после термообработки.
• Протоколы неразрушающего контроля: рентгеновский, ультразвуковой или проникающий контроль.
• Отчет о размерах, включающий толщину стенки, овальность, выравнивание сварных соединений и поверхность отверстия.

На приведенной ниже кольцевой диаграмме показано практическое значение факторов качества при покупке трубок для крекинга.

Попросите поставщика предоставить тот же уровень доказательств, который он предоставил бы инспекционной группе нефтеперерабатывающего завода. Если покупка является частью более крупного проекта, характеристики труб должны соответствовать конструкции печи. Вот почему полный печь для крекинга этилена Упаковку зачастую легче контролировать, чем покупать тюбики отдельно.

Китайский производитель печей для крекинга этилена, завод по индивидуальному заказу Tuopu Industry — китайский производитель печей для крекинга этилена и фабрика по индивидуальному заказу. Мы поставляем полномасштабные EPC для печей для крекинга этилена... Посмотреть продукт →

Интеграция дизайна и производительность на уровне печи

Трубу и печь нельзя оптимизировать отдельно. Излучающая катушка, рассчитанная на высокую температуру на выходе, может создавать локальные горячие точки, если конструкция горелки подталкивает пламя к поверхности трубы. И наоборот, консервативная конструкция печи с низким тепловым потоком может защитить металлургию труб и увеличить длину пробега.

Ключевые параметры проектирования, подлежащие рассмотрению, включают в себя:

• Профиль теплового потока по длине трубки.
• Целевое время пребывания и температура на выходе.
• Соотношение пара и углеводородов и ожидаемая скорость коксования.
• Интервал удаления кокса и расположение змеевика для равномерного потока.

Когда проектирование и производство осуществляется одной командой, технические решения можно проследить до фактического маршрута литья и изготовления. Tuopu Industry разрабатывает огневые нагреватели, а также производит трубы центробежного литья, радиационные змеевики, конвекционные секции и компоненты печей. Ее центр тяжелого оборудования и специальный док-станция позволяют отгружать готовые печные модули без транспортных ограничений, вызывающих длительные задержки.

Вопросы о закупках, которые экономят время

Начните оценку, прежде чем писать запрос. Чем конкретнее вопрос, тем легче отделить надежного поставщика трубок от реселлера. Поставщик, который понимает условия технологического процесса, даст вам рекомендацию по материалу, а не просто предложение.

Вопросы, которые следует задать перед заказом трубок для крекинга

1. Какие марки сплавов и добавки микросплавов вы рекомендуете использовать в этом сырье?
2. Предоставляете ли вы данные измерений при ползучести и результаты испытаний на науглероживание?
3. Какой допуск по толщине стенки и предел овальности гарантирован для излучающей катушки?
4. Какая процедура сварки и послесварочная термообработка используются при изготовлении катушек?
5. Проработали ли ваши трубки более 40 000 часов в аналогичной этиленовой печи?

Коммерческий контракт также должен охватывать документацию, инспекцию и логистику крупных компонентов. Поскольку Tuopu Industry располагает собственной производственной базой и доком, она может управлять негабаритными печными модулями, не полагаясь на нескольких субподрядчиков. Если вы хотите просмотреть конструкцию катушки или спецификацию материала, воспользуйтесь сайтом компании. страница контактов чтобы связаться с инженерной командой.

Часто задаваемые вопросы

Из чего состоит крекинговая трубка?

Большинство трубок для крекинга изготовлены из аустенитной нержавеющей стали, отлитой центробежным способом, с высоким содержанием хрома и никеля. 25Cr-35Ni-Nb и модифицированные марки HP45 широко распространены, поскольку они обеспечивают сильное сопротивление ползучести и лучшую стойкость к науглероживанию, чем материалы из более низких сплавов.

Как долго должна работать крекинговая трубка?

При хорошей работе печи крекинговые трубы часто служат от 50 000 до 100 000 часов работы. Срок службы зависит от температуры металла трубы, типа подачи, частоты удаления кокса и регулировки горелки. Замена трубок до того, как повреждение от ползучести станет серьезным, обычно более экономично, чем ремонт после выхода из строя.

Можно ли отремонтировать поврежденную крекинговую трубку?

При небольших внешних повреждениях возможен локальный ремонт сварным швом. Секции, подвергшиеся ползучести или сильно науглероженные, следует удалять и заменять вместо ремонта, поскольку окружающий материал может уже стать хрупким и не может надежно выдерживать нагрузку.

Чем трубка для крекинга отличается от трубки для реформинга?

Крекинговые трубы работают на заводах по производству олефинов и осуществляют крекинг углеводородного сырья. Трубы риформинга работают в установках парового риформинга для производства водорода, синтез-газа или метанола. Принципиально сплавы схожи, но различаются технологические газы, механизмы коксования и детальные расчеты. Эта статья о цели парового реформинга объясняет соседнюю технологию.