顺酐溶剂吸收工艺锅炉水水质控制方法研究

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摘　要：本文针对吐哈石油天然气化工厂顺酐装置锅炉水水质控制经常超标这一技术问题，分析了产生此问题的原因，处理措施，预防措施等，阐述了这一系列措施对锅炉安全运行的巨大意义。

关键词：锅炉水水质　超标 分析　原因　处理　预防

一、引言

吐哈石油天然气化工厂顺酐装置现有两台锅炉和反应汽包系统（包括前冷器、盐冷器，参照锅炉控制，简称反应汽包）使用锅炉水换热产生蒸汽，产生的过热蒸汽用于驱动透平鼓风机和背压透平发电，高压蒸汽、中压蒸汽、低压蒸汽主要用于各换热设备的热源。良好的水质是蒸汽锅炉安全经济运行的基础，锅炉的省煤器、水冷壁管、对流管束及锅筒等构件，在其金属与水接触时，水中的杂质会使金属表面遭受电化学作用而破坏。腐蚀作用使这些金属构件变薄，出现凹坑，甚至穿孔。更为严重的腐蚀会使金属内部结构遭到破坏，金属强度显著降低。因此，腐蚀造成金属构件破损，严重影响锅炉安全运行，缩短锅炉使用年限。金属腐蚀产物与其它杂质结成水垢，这种含有铁的水垢其导热系数更低，从而出现锅炉效率变低。锅炉结垢后又会引发垢下腐蚀。这种恶性循环，会加速锅炉构件的损坏，达不到锅炉的设计使用寿命。由于炉水水质不合格导致的蒸汽污染会造成过热器和蒸汽管道积盐，严重时发生管道堵塞，以至爆管。还会造成汽轮机叶片积盐，影响出力和效率，严重时会使推力轴承负荷增大，造成事故停机。

二、顺酐装置水质控制概述

锅炉的原水来自水站离子交换法制备的脱盐水，与各处凝液汇合进入除氧器进行热力除氧后通过锅炉水泵输送至锅炉，在锅炉水泵的入口加磷酸三钠、氨水混合溶液。锅炉、反应汽包通过连续排污、定期排污控制炉水水质。

三、水质超标的原因分析

在实际生产中，经常出现锅炉水超标的情况。经统计2009年9月份的化验数据，锅炉水质超标率达到50%以上，特别是磷酸根、PH值、M碱(以CaCo3计)三项关键指标超标非常严重。附表一　石化厂焚烧炉水质化验结果附表二　石化厂中压锅炉水质化验结果附表三　石化厂汽包水质化验结果

从化验数据看，B-710的锅炉水质化验结果合格率较高，反应汽包次之，中压锅炉水质最差。经过分析，主要存在以下几个问题：

1.加药系统不完善，导致药液偏流严重

从数据分析发现中压炉水质存在的问题主要是PH值、磷酸盐含量偏低，从现场流程上看，中压锅炉的加药管线是在中压锅炉增加后从原锅炉水泵加药管线上加装的，管线较长，阻力较大，加之中压锅炉蒸发量大，加药量经常不足。实际操作中，中压锅炉水泵加药管线阀门已经全开，虽然可以通过调节锅炉水泵的阀门来调节加药量，但是由于没有计量仪表，调节时对B-710、及反应汽包均有影响。加之中压炉蒸发量较大，负荷调整频繁，调整加药量时很难控制，为了保证B-710、及反应汽包的水质，操作人员对中压锅炉的加药量调整不及时，导致中压锅炉水质超标较严重。

2.焚烧炉与反应汽包共用一台水泵，水质调节难度较大

从数据分析可以看出，焚烧炉水质较反应汽包水质合格率高。经分析，由于装置开车初期，锅炉水泵故障率较高，处于安全运行及节能考虑，将原设计的反应汽包、焚烧炉用两台泵分别供水改为一台泵几种供水。这种改造对水质控制带来潜在的影响，就是由于不能针对水质单独调节加药量，只能根据化验结果通过调节连续排污和定期排污来调节水质。在冬季装置负荷较高时，一台水泵供水量比较紧张，较难控制焚烧炉和反应汽包到高液位，排污时间不够，连排相应开度也较小，尤其是反应汽包的补水收前冷器温度、锅炉水泵能力等诸多因素影响，补至高液位存在难度，排污不好。

3.氨水与磷酸三钠混合，氨气易溢出，药效降低。

顺酐装置锅炉水加药系统使用的盛药容器是一台半敞口立式罐，罐口为方便加药，未作密封。加药时将磷酸三钠溶解后加入氨水混合均匀。在盛放过程中，由于磷酸三钠属于强碱弱酸盐，水解后呈碱性。在碱性环境下，氨水存在以下反应：

NH3.H20NH3 + H20

在冬季，处于防冻要求，在罐体还要通伴热，导致这个反应加剧。即使在夏天不加伴热的情况下，气温高达30℃以上的天数有100多天.根据实验，浓度为22%的氨水在30℃的温度下放置24小时，挥发损失在30%以上，如果在碱性环境下，挥发损失无疑更大。

4.负荷调节波动大，导致水质调节难度大。

顺酐装置精制工段属于间歇性操作，大约48小时一批。在此过程中，蒸汽用量有大约6吨的波动，主要靠调节中压锅炉的负荷来平衡蒸汽，对于中压锅炉水质的稳定控制也存在较大的影响。

四、处理对策

1.焚烧炉、反应汽包单独供水

为了消除焚烧炉、反应汽包抢水及互相干扰，将反应汽包和焚烧炉分别供水。

2.加药系统进行改造，增强可调控性。

在完成第一步工作的基础上，新购置带水封管的氨水罐，尽量减少氨水的挥发。将氨水和磷酸盐单独盛放，分路添加，按照水质分析结果灵活调节，最大限度的控制好水质。

3.加强生产协调，减少负荷调节对水质的影响。

在完成第二部工作的基础上，积累数据，编制焚烧炉、中压锅炉、反应汽包在各种负荷下的水质与加药量的对应值（按计量泵的行程对应），及时对加药量进行调节，可以尽可能的保证锅炉水质达标。参考文献[1] 华林平，翟伟、廖勇等，设备安全运行及操作问答 中国石化出版社2006.6.作者简介：王宁升、男、2004年毕业于西南石油学院化学工程与工艺专业，工程师、现在吐哈石油天然气化工厂从事化工生产管理工作。