催化裝置取熱汽包爐水質(zhì)量控制的影響范文

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摘要：本文分析了催化取熱汽包爐水質(zhì)量控制的影響因素，并提出了相應(yīng)的對策，為同行在解決此類問題時提供了相關(guān)的參考。

關(guān)鍵詞：汽包；爐水質(zhì)量；磷酸三鈉

催化裂化裝置取熱系統(tǒng)主要由外取熱、余熱鍋爐和3.5MPa蒸汽汽包組成，中石化洛陽分公司二套催化裝置取熱系統(tǒng)設(shè)置汽包4臺，分別為外取熱汽包（V1402）、油漿汽包2臺（V1403、V1404互為備用）、余熱鍋爐汽包（V1601），汽包壓力3.5MPa，爐水為除鹽水送入除氧器進行熱力除氧后，經(jīng)P1506C/D/E升壓送入各汽包。隨著蒸汽不斷產(chǎn)生，爐水不斷進行濃縮，為防止汽包結(jié)垢（主要是鈣鎂等）及腐蝕，保證汽包的長周期安全平穩(wěn)運行，需向爐水內(nèi)加入一定濃度的磷酸三鈉藥劑，使隨爐水進入汽包的鈣鎂離子在汽包內(nèi)形成松散的水渣（堿式磷酸鈣），避免形成鈣鹽水垢（CaSO4、CaSiO3），松散的水渣通過調(diào)整“連續(xù)排污和定期排污”排出汽包，以控制爐水的“全堿度、電導(dǎo)率、pH值、磷酸鹽含量”等四項指標(biāo)合格，同時應(yīng)控制排污率0.3~2%之間以防止汽包和爐管結(jié)垢。

1爐水中加入磷酸三鈉的防垢機理

爐水中加入的磷酸三鈉不但能與鈣鎂離子反應(yīng)生成水渣，還能在金屬表面形成鈍化保護膜。其化學(xué)反應(yīng)式如下：3CaCl2+2Na3PO4=Ca3(PO4）2↓+6NaCl3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2↓+3Na2SO43MgCl2+2Na3PO4=Mg3(PO4)2↓+6NaCl3MgSO4+2Na3PO4=Mg3(PO4)2↓+3Na2SO4在沸騰的鍋水中，當(dāng)pH值達到10左右時，磷酸根離子還能與鈣離子生成流動性很強的堿式磷酸鈣水渣：10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(OH)2(PO4)6↓（堿式磷酸鈣）但當(dāng)爐水中加入過多磷酸三鈉時，則易與水中的鎂離子生成磷酸鎂，會因排污不及時在水流滯緩部位生成二次水垢。當(dāng)爐水中含有Na2SiO3時，則能生成流動性較強的3MgO•2SiO2•2H2O（蛇紋石）水渣，其化學(xué)反應(yīng)式如下：Mg3(PO4)2+2Na2SiO3+2NaOH+H2O3MgO•2SiO2•2H2O↓+2Na3PO4這是一個可逆反應(yīng)，故當(dāng)磷酸三鈉濃度增大時，平衡向左側(cè)移動，生成粘性較大的磷酸鎂，使汽包結(jié)垢趨勢變大，因此磷酸三鈉不能加入過多。

2爐水各項指標(biāo)控制意義

爐水需控制“全堿度、電導(dǎo)率、pH值、磷酸鹽含量”等四項指標(biāo)，其中全堿度要求不大于3mmol/L、電導(dǎo)率要求不大于500μs/cm、pH值要求控制在9~11，磷酸鹽含量要求5~15mg/L。全堿度：用酸滴定測量爐水中堿的濃度；爐水需要保持適當(dāng)?shù)膲A度，但全堿度過高，會造成管線堵塞、傳熱效率差、堿性腐蝕，所以控制爐水全堿度不大于3mmol/L。pH值：一般與全堿度相對應(yīng)，表征爐水中OH-的含量，與磷酸根、Ca離子形成松散的水渣，易通過“連排”排除，pH過高，會造成堿性腐蝕、能源浪費，所以控制pH值9~11。電導(dǎo)率：為電阻的倒數(shù)，通常用其表征水的純潔度，爐水中含鹽化合物、含鹽雜質(zhì)越多，導(dǎo)電性能越好，電阻越小，電導(dǎo)率越大，靜電腐蝕性將增強，所以爐水電導(dǎo)率要求不大于500μs/cm。磷酸鹽含量：指爐水中磷酸根的含量，藥劑加的越多，磷酸根含量就越高，該項指標(biāo)就會上升，為了得到松軟的堿式磷酸鈣，避免產(chǎn)生鈣鹽水垢（CaSO4、CaSiO3）等，需要持續(xù)向汽包內(nèi)加入磷酸三鈉藥劑，控制指標(biāo)為5~15mg/L，過高，會造成堿性腐蝕、能源浪費等。

3爐水質(zhì)量不合格的影響因素

1）爐水采樣不準(zhǔn)確。①采樣前未洗涮器皿；②使用了不規(guī)范的采樣器皿；③加藥期間采樣。

2）加藥操作不符合標(biāo)準(zhǔn)。①藥劑配制濃度不符合標(biāo)準(zhǔn)（藥劑是否完全溶解）；②藥箱有殘留藥劑溶液未清理；③多臺汽包同時加藥（各汽包所處高度不同導(dǎo)致加藥泵至各汽包的壓降不同）。

3）加藥人員經(jīng)驗不足，對汽包生產(chǎn)狀況的預(yù)判能力差，對分析數(shù)據(jù)不敏感造成對加藥量和加藥泵調(diào)整不準(zhǔn)確不及時。

4）加藥系統(tǒng)工況異常。①加藥泵不上量；②加藥管線泄漏。

5）頻繁使用“連續(xù)排污”調(diào)整爐水質(zhì)量：這對調(diào)整的連續(xù)性不利，不易掌握調(diào)整規(guī)律。

6）汽包產(chǎn)汽量和汽包水位的變化。

7）分析數(shù)據(jù)間隔時間長。

8）分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

4對策

4.1規(guī)范操作，加強巡檢，增加分析頻次

1）采樣前洗涮器皿不少于3次；確保采樣器皿無污染；在采樣前完成加藥作業(yè)。

2）按比例要求配制藥劑；加藥前將藥箱內(nèi)殘留藥劑溶液清理干凈；禁止多臺汽包同時加藥；建立爐水質(zhì)量調(diào)整臺賬（對調(diào)整的連續(xù)性有利，同時便于操作人員尋找規(guī)律積累經(jīng)驗）。

3）加藥專人負(fù)責(zé)，加藥前應(yīng)對汽包工況變化有所了解，按時采樣按時比對分析數(shù)據(jù)。

4）加強巡檢和加藥泵的維護，保證加藥系統(tǒng)正常。

5）通過摸索將“連續(xù)排污”開度控制在一定位置，如磷酸鹽超標(biāo)優(yōu)先使用“定期排污”調(diào)整。

6）平穩(wěn)汽包產(chǎn)汽量和汽包水位。

7）采樣分析由1天1次（8：00）改為1天2次（8：00和15：00），根據(jù)分析結(jié)果，及時調(diào)整。

8）分析人員規(guī)范操作，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率。

4.2制訂加藥標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)規(guī)范

1）日常操作中對單臺汽包調(diào)整如圖1，加藥線汽包根部手閥全開。

2）連排總閥全開，連排線閥控制“連排”量，盡量開大，多回收乏汽，節(jié)能降耗；

3）采樣線閥全開，只作異常切斷用，采樣閥全開，采樣閥控制較小的爐水采樣量，減少去含油污水管網(wǎng)的損失量。

4）規(guī)定每月1日、11日、21日開大采樣閥，沖洗采樣管線及冷卻器內(nèi)銹渣及鹽類雜質(zhì)等，隨后關(guān)小，恢復(fù)原采樣排放量。

5）PO43-濃度低于5~15mg/L時，啟動加藥泵加藥。

6）爐水含鹽雜質(zhì)由連排控制，連排開大，pH值、全堿度、電導(dǎo)率、磷酸鹽含量均下降。一般，若連排開的太小，pH值、全堿度、電導(dǎo)率會持續(xù)上升，磷酸鹽含量緩慢下降；連排開的太大，pH值、全堿度、電導(dǎo)率、磷酸鹽含量均下降，但需要大量補充藥劑，藥劑消耗加大，能源浪費。

7）若藥劑加注過多，爐水指標(biāo)中磷酸鹽含量超過15mg/L，大部分磷酸根下沉至汽包下部，可通過“定排”將該指標(biāo)降下來，每次30秒。同時制定10天定排一次汽包，以排掉汽包底部銹渣，即每月1日、11日、21日進行排放，每次30秒。

8）排污率應(yīng)不超過2%，但也不得小于0.3%。排污率計算公式：P=（JDg-0.010）/（JDl-0.0105i-JDg）×100%式中：i—爐水中PO43-濃度，mg/L；JDg—給水濃度，me/L；JDl—爐水堿度，me/L。

9）汽包負(fù)荷降至0時，即停止加藥，關(guān)閉連排、采樣閥和冷卻水閥。

10）冬季汽包加藥完畢后，仍保持藥劑泵持續(xù)向三個汽包加注除氧水，以便防凍防凝。

5結(jié)語

終上所述，汽包爐水中的磷酸鹽過低過高均對生產(chǎn)不利，過低起不到防垢的作用，過高容易生成粘性較大的磷酸鎂，使汽包結(jié)垢的可能性加大，因此爐水質(zhì)量調(diào)整過程中應(yīng)合理控制磷酸三鈉的加入量。本文分析了影響爐水質(zhì)量控制的主要因素，并提出了相應(yīng)的對策，對防止汽包結(jié)垢保證取熱系統(tǒng)長周期運行起到了良好的效果。

參考文獻：

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[3]喬金枝.高壓汽包爐爐水的加藥處理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(23).

作者：孫紹鵬 郭惠娟 李宗杰 單位：中國石油化工股份有限公司洛陽分公司