통합 정유 및 석유 화학 단지 (IRPC), 태국 Rayong

성공 사례

식물 설명

동남아시아에서 최초의 완전 통합 석유 화학 단지 인 IRPC (Integrated Refinery & Petrochemical Complex)는 태국 Rayong의 산업 지역에 위치하고 있으며이 지역의 사업을 지원하기위한 에너지 및 해구 운영이 있습니다. IRPC Clean Power Company, Ltd. (IRPC CP)의 Global Power Synergy PCL의 자회사 (IRPC CP)는 증기 및 전력을 생산하고 판매하는 조뇌장을 소유하고 운영합니다.

기존순환 유체 침대 (CFB) 보일러1990 년대 중반에 의뢰되었습니다. 자연 순환 수냉로, 1 차/2 차/3 차 수퍼 헤이터 및 이코노마이저로 구성되어 있습니다.

CFB 증기 생성기는 525C (977F) 및 115 bar (1668 psi)에서 130 t/h (286,600 lb/h)의 최대 연속 등급 (MCR)의 주요 증기 흐름, 195C (383F)의 보일러에 대한 정상적인 공급물 온도를 갖는 최대 연속 등급 (MCR)의 주요 증기 흐름으로 설계되었습니다.

배출 제어의 경우, 유닛은 황 산화물 (SOX) 제어 용 퍼니스에 석회암 첨가를위한 기계적 시스템을 포함하고, 질소 산화물 (NOX) 및 일산화탄소 (CO) 대조군에 대한 단계적 연소 및 입자 물질 대조군을위한 정전기 침전물 (ESP)을 포함했다.

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프로젝트 챌린지

최종 시운전 및 상업 운영 직후 IRPC로 전환 한 직후,이 장치는 운영 및 유지 보수 문제를 경험하기 시작했습니다. 주요 작동 문제는 용광로 온도를 제어 할 수 없다는 것이 었습니다. 높은 퍼니스 온도로 인해 장치는 일반적으로 70% MCR 하중을 초과하지 않고 실행되었습니다.

이 장치는 튜브-비응 계면에서 높은 수준의 침식으로 유지 보수 문제를 경험하고 외부 재순환 루프 (L-Valves). 하부 용광로의 1 차 공기 분포 시스템 (버블 캡 배열 및 설계)과 장치의 신뢰성을 향상시키기 위해 해결해야 할 몇 가지 다른 운영 및 유지 보수 문제를 통해 상당한 역 체질이 발생했습니다.

솔루션

Babcock & Wilcox (B & W)이 비 B & W 보일러에 대한 광범위한 엔지니어링 검토를 실시했으며 CFB 보일러의 100% MCR 작동 조건이 다음의 주요 기능 조건과 CFB 설계의 기금 모금을 고려하여 달성 될 수 있다고 결정했습니다.

• 적절한 범위 내에서 퍼니스 온도를 제어하는 ​​기능 :
  • 안정적인 하중과 과도 조건 모두에 대한 충분한 고체를 용광로로 재활용하는 것
  • 퍼니스에서 충분한 고체 재고를 생산하고 유지하여 온도 제어에 필요한 열 전달을 용광로로의 적절한 분포와 함께
  • 퍼니스 하단의 1 차 구역으로의 적절한 연료 분포
• 1 차 및 2 차 구역에서의 적절한 연료/공기 혼합
• 1 차 공기/2 차 공기 분할 조정 기능
• 용광로에 양호한 분포로 충분한 석회암을 주입하는 능력
• 연료, 부하, 수요, 주변 조건 및 기타 조건의 변화에 ​​대응할 수있는 능력으로 필요한 조건을 유지할 수있는 기능을 제어합니다.

스코프

이러한 프로젝트 목표를 달성하기 위해 B & W의 수정은 용광로 온도 제어, 용광로 열 흡수 및 침식 보호, 배출 제어의 세 가지 영역에 중점을 두었습니다.

퍼니스 온도 제어

퍼니스 작동 온도는 개발 된 용광로 인벤토리의 양, 용광로의 고체와 용광로 가열 표면 사이에 발생하는 열 전달 및 연료 연소 중에 방출되는 열 사이의 균형을 달성하는 데 달려 있습니다. IRPC CFB 증기 발생기의 퍼니스 인벤토리는 2 단계 입자 캡처 및 재활용 시스템을 사용하여 제어됩니다. 첫 번째 단계는 퍼니스와 퍼니스 출구 후에 위치한 U-beam에 의해 달성됩니다. 두 번째 단계는 에어 히터 아울렛 호퍼와 정전기 침전기의 첫 번째 필드 (ESP)의 조합에 의한 것입니다.

1 차 고체 재활용 수정

개조하기 전에 고체는 U-beams를 빠져 나와 입자 저장 호퍼로 들어간 다음 외부 루프 (l-valves)를 통해 퍼니스로 재활용했습니다. L- 밸브는 포획 된 고체를 퍼니스로 되돌릴 수있는 능력이 매우 일관되지 않았으며, 이로 인해 예상 용광로 인벤토리가 낮아지고 허용 할 수 없을 정도로 높은 용광로 작동 온도가 발생했습니다..

B & W는 L- 밸브를 제거하고 입자 저장 호퍼를 입자 전달 호퍼로 교체했습니다. U-Beams에 의해 포획 된 모든 고형물은 자체 제어 입자 전달 호퍼를 통해 용광로로 재활용됩니다. 이 설계는 외부 재순환 루프와 관련된 중요한 유지 보수 및 제어 문제없이 모든 캡처 된 재료를 용광로로 효과적으로 재활용합니다.

2 차 고체 재활용 수정

보조 고체 캡처 및 재활용 시스템에 대한 개조 수정은 재활용 애쉬 진공 수송 시스템을 진공/압력 시스템으로 변환하고 원래 공기 히터 호퍼 배출 나사 컨베이어를 미니 호프퍼로 교체하는 것으로 구성되었습니다. B & W는 또한 재활용 고체를 용광로에보다 고르게 분배하도록 주입 시스템을 수정했습니다.

2 단계 고형물 캡처 및 재활용 시스템의 장점은 2 차 고체 재활용의 유량을 용광로 작동 온도 및 용광로 인벤토리를 제어하도록 조정할 수 있다는 것입니다. 이 기능은 스팀 생성 프로세스에 대한 큰 업셋없이로드 변경 또는 운영 업셋을 처리 할 수 ​​있습니다.

IRPC CFB 보일러에 대한 1 차 수정

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용광로 열 흡수 및 침식 보호

원래 용광로 계약에는 다음과 같은 심각한 결함이있어 운영 및 유지 보수 문제로 이어집니다.

• 내화성 코팅 된 부분과 벽의 맨 부분 사이의 전환은이 영역에서 상당한 수준의 침식을 경험하고 과도한 유지 보수 및 신뢰성 문제를 일으켰습니다..
• 퍼니스의 열전달 표면은 예상 할 수있는 가로보다 낮은 가로 재고와 결합 될 때 불충분했습니다. 이로 인해 용광로가 높은 온도와 SO2 배출 수준에서 작동하게되었습니다.
• 불충분 한 낮은 용광로 계획 영역으로 인해 연도 가스 속도가 높았습니다. IRPC 장치 운영자는 용광로의 침식 속도를 제한하기 위해 퍼니스 인벤토리의 결핍을 보충하기 위해 신선한 비활성 재료의 사용을 제한했지만, 이로 인해 장치가 비 등급 부하로 실행되었습니다..

퍼니스 수정

개조 프로젝트에는 포로의 성능을 향상시키고 고정 용광로 크기의 제한 내에 설계하면서 장치의 성능을 향상시키고 유지 보수를 줄이기 위해 용광로에 대한 두 가지 큰 수정이 포함되어 있습니다..

첫 번째 수정은 용광로 뒷벽에 2 개의 수냉식 날개 벽을 추가하는 것이 었습니다. 추가 수냉식 날개 벽은 용광로 인벤토리를 높이기 위해 신선한 불활성 재료를 추가하는 데 의존하지 않고 퍼니스 작동 온도를 낮추기위한 것입니다.

두 번째 변형은 하부 용광로의 내화 코팅 및 베어 튜브 표면 사이의 인터페이스에서 감소 된 직경 구역 (RDZ)의 추가였습니다. RDZ는 불응으로의 튜브 전이에서 침식을 크게 감소시키는 매우 효과적인 방법이며 쉽게 유지됩니다.

퍼니스에 대한 수정을 고려하여 B & W는 기존 용광로 워터 벽, 기존 날개 벽 및 새로운 날개 벽이 순환 설계 표준 내에서 수행 될 수 있도록 상세한 순환 분석을 수행했습니다. 순환 분석은 또한 개조의 일부로 추가 할 적절한 수의 라이저 및 소모품을 결정하는 데 사용되었습니다.

감소 된 직경 영역 튜브 섹션은 하부 용광로의 불응 성 인터페이스 위의 국소화 된 막 벽 침식을 제거하여 유지 보수를 줄이는 것으로 입증되었습니다.

1 차 및 2 차 공기 분포

1 차 공기 분배 그리드 수정

CFB 보일러의 공기 분포 그리드는 퍼니스의 전체 바닥에 걸쳐 1 차 연소 공기의 균일 한 분포를 제공하는 동시에 침대 재료의 윈드 박스 또는 공기 분포 헤더로의 균일 한 분포를 제공하도록 설계되었습니다. 원래 시스템은 버블 캡의 상당한 침식을 경험했으며 공기 분포 그리드 설계는 침대 재료의 역 회화를 방지하면서 우수한 공기 분포를 제공 할 수 없었습니다.

B & W는 CFD (Computational Fluid Dynamic) 분석을 수행하고 기존의 공기 공급 헤더 수리 및 재사용 및 대부분의 스템을보다 효과적인 공기 분포를 재 설계하는 것을 포함하는 재 설계된 공기 분배 시스템을 조작했습니다.

2 차 공기 변형

전체 공기의 40 ~ 60%는 1 차 공기 분포 그리드를 통해 CFB 용광로로 들어갑니다. 나머지는 2 차 공기와 같은 내화성 전이 상승 근처의 하부 용광로에 위치한 노즐을 통해 용광로로 들어갑니다.

B & W는 원래 시스템의 공기 침투 및 분포가 침대 위의 용광로에 공기를 올바르게 분배하기에 부적절하다고 결정했습니다. 2 차 공기 시스템 노즐은 시스템의 기능과 범위를 높이기 위해 수정되었습니다. 또한, 측면 벽에 가장 가까운 노즐은 용광로 측벽에서 멀리 떨어져있어 커버리지를 개선하고 고 부하 작동 중에 용광로 벽의 침식 전위를 줄이기 위해.

재 설계된 버블 캡 및 분기 줄기는 수정 된 1 차 공기 시스템의 일부로 하부 퍼니스에보다 효과적인 공기 분포를 제공했습니다.

배출 제어

방출 제어 시스템은 개조 전에 검토되었으며 원하는 배출 요건을 충족하기에는 불충분 한 것으로 밝혀졌습니다.

기계식/중력이 공급 된 석회암 공급 시스템은 용광로 전체에 석회암을 적절하게 분배하지 않아 원하는 SOX 배출량보다 높아졌습니다. B & W는 기계식 공급 시스템을 공압 석회암 주입 시스템으로 대체했습니다. 공압 주사 시스템은 용광로 내에서 흡착제 분포를 크게 개선하여 SOX 배출량을 낮추고 흡착제 사용이 낮아졌습니다..

새로운 공압 석회암 주입 시스템.

a건조 흡착제 주입 (DSI) 시스템|ESP. 석회석 주입 시스템이 장치에 필요한 SOX 방출 한계를 달성했지만, 정유소의 다른 곳에서 SOX 캡처 시스템의 필요성을 제거하기 위해 추가 SOX 감소 기능을 위해 DSI 시스템을 추가했습니다..

결과

수정은 보일러 성능을 향상시키는 데 성공한 것으로 입증되었습니다. 이 장치는 성공적으로 도달했으며 최대 부하 용량으로 지속적으로 작동했습니다. 장치의 전체 작동 범위에 걸쳐 침대 온도는 목표 값으로 제어되고 적절한 용광로 인벤토리가 유지됩니다. 대상 퍼니스 작동 온도를 달성하면 전체 증기 생성 시스템 전체에서 목표 연도 가스 온도 프로파일을 달성했습니다.

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