張昆

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江大慶163714）

乙烯裝置鍋爐給水及裂解爐爐水水質(zhì)控制優(yōu)化措施

張昆

（大慶石化公司化工一廠，黑龍江大慶163714）

鍋爐給水及裂解爐爐水品質(zhì)對(duì)超高壓蒸汽品質(zhì)起著決定性的作用，因此必需嚴(yán)格控制鍋爐給水及爐水pH、溶解氧、磷酸根、鈉離子等重要指標(biāo)，才能保證超高壓蒸汽的品質(zhì)，以確保壓縮透平機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

鍋爐給水；裂解爐爐水；品質(zhì)；超高壓蒸汽

某乙烯裝置設(shè)計(jì)有除氧器，為裂解爐系統(tǒng)提供超高壓鍋爐給水。原設(shè)計(jì)鍋爐給水系統(tǒng)注入緩蝕劑控制鍋爐給水pH值，通過熱力除氧及注入除氧劑控制鍋爐給水溶解氧；裂解爐汽包通過注入磷酸鹽控制爐水pH值和水垢。但是，由于原有流程設(shè)計(jì)不合理，鍋爐給水和爐水指標(biāo)經(jīng)常不合格，影響了超高壓蒸汽品質(zhì)。通過控制指標(biāo)分解，對(duì)流程和操作進(jìn)行優(yōu)化，確保了超高壓蒸汽指標(biāo)合格。

1 鍋爐給水和爐水控制指標(biāo)

1.1 鍋爐給水指標(biāo)

（1）pH值：為防止鍋爐給水系統(tǒng)內(nèi)金屬的氫去極反應(yīng)引起的腐蝕，防止金屬表面的鈍化膜遭到腐蝕破壞，通常鍋爐給水pH值（25℃）保持在8.8~9.3之間［1］。

（2）溶解氧：鍋爐給水中的溶解氧的存在是造成鍋爐腐蝕的主要因素。溶解氧會(huì)對(duì)水系統(tǒng)管線及設(shè)備造成氧腐蝕作用，其腐蝕產(chǎn)物會(huì)進(jìn)入鍋爐內(nèi)部，附著或者沉積在管壁內(nèi)部形成難溶的鐵垢，降低傳熱系數(shù)，影響鍋爐的傳熱效果。

（3）其他指標(biāo)：鍋爐給水其他需要控制的指標(biāo)分別為總鐵、銅離子、電導(dǎo)率、二氧化硅、硬度等，總鐵、銅離子、電導(dǎo)率代表了系統(tǒng)的腐蝕情況，二氧化硅、硬度代表了雜質(zhì)含量［2］。

1.2 爐水指標(biāo)

（1）pH值：爐水中的pH值控制應(yīng)不低于9，這是因?yàn)椋孩賞H值低時(shí)，水對(duì)鍋爐的腐蝕性增強(qiáng)［3］；②爐水中的磷酸根與鈣離子的反應(yīng)，只有在pH值足夠高的條件下，才能生成容易排污的水渣；③為了抑制爐水中硅酸鹽的水解，減少硅酸在蒸汽中的溶解攜帶量，pH值應(yīng)控制得高一些。但是爐水的pH值也不能太高，否則，游離的氫氧化鈉較多，容易造成堿性脆蝕［4］。所以爐水pH值一般控制在9~10之間，期望值為9.5~10。

（2）磷酸根：爐水pH值一般通過注入磷酸三鈉進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)磷酸三鈉還有2方面作用：①它能夠與水中容易結(jié)成鍋垢的可溶性鈣鹽、鎂鹽等起作用，生成不溶性的磷酸鈣Ca3（PO4）2、磷酸鎂Mg3（PO4）2等沉淀物懸浮于水中；②多余的磷酸三鈉還能將已結(jié)的鍋垢部分變松軟而脫落。

（3）電導(dǎo)率：爐水中電導(dǎo)率控制在60 μs/cm以內(nèi)，用以監(jiān)控鍋爐給水內(nèi)金屬腐蝕情況。

（4）二氧化硅：二氧化硅含量控制在1.5 mg/L以內(nèi)，監(jiān)控汽包內(nèi)雜質(zhì)含量，日?？梢酝ㄟ^汽包間斷排污進(jìn)行調(diào)整［5］。

2 運(yùn)行中存在的問題

2.1 鍋爐給水存在的問題

（1）pH值低，鐵離子含量高：原設(shè)計(jì)鍋爐給水系統(tǒng)注入緩蝕劑，但是由于投用效果不理想，最終將該流程取消。自2015年1月1日至3月19日（每d做1個(gè)樣品），鍋爐給水pH值始終保持在7.1~8.6之間（均值為7.6），合格率為0%，長時(shí)間低于指標(biāo)值8.8~9.3。

（2）溶解氧不合格：2014年6月27日，除氧器內(nèi)鍋爐給水溶解氧突然出現(xiàn)不合格，經(jīng)過長時(shí)間的摸索與調(diào)整，于7月26日調(diào)整合格。

2.2 爐水存在的問題

原設(shè)計(jì)為裂解爐汽包鍋爐給水進(jìn)料線注入磷酸三鈉，但由于設(shè)計(jì)為單泵單缸注入7臺(tái)裂解爐（正常為6臺(tái)裂解爐在線），裂解爐產(chǎn)汽量和汽包結(jié)垢程度不同，導(dǎo)致裂解爐汽包壓力略有不同。日常調(diào)整過程中，只能通過各臺(tái)裂解爐磷酸鹽注入閥門限位進(jìn)行調(diào)整，各臺(tái)裂解爐磷酸鹽注入量存在嚴(yán)重偏流現(xiàn)象，導(dǎo)致爐水中pH值、磷酸根和電導(dǎo)率不穩(wěn)定，磷酸鹽注入流程被迫對(duì)單臺(tái)裂解爐進(jìn)行投用調(diào)整。

3 改造及優(yōu)化措施

3.1 鍋爐給水系統(tǒng)改造及優(yōu)化

3.1.1 鍋爐給水系統(tǒng)改造 2015年該裝置大檢修期間，對(duì)除氧器藥劑注入流程進(jìn)行改造，將原除氧劑流程更改為注氨流程，將緩蝕劑流程取消，通過注氨調(diào)整鍋爐給水pH值。外來的液氨被脫鹽水吸收形成10%左右的氨水后，經(jīng)過氨水泵注入除氧器。經(jīng)過半年的經(jīng)驗(yàn)摸索，目前鍋爐給水pH值可以穩(wěn)定控制在8.8~9.3之間。

2016年1月1 日至3月19日，鍋爐給水pH值控制在8.8~9.3之間（均值9.0），合格率為100%。

鍋爐給水pH值提高后，鍋爐給水系統(tǒng)內(nèi)鐵離子含量下降至20 μg/L以內(nèi)，合格率為100%，鍋爐給水及蒸汽系統(tǒng)內(nèi)腐蝕情況明顯好轉(zhuǎn)。

3.1.2 鍋爐給水系統(tǒng)檢修 2014年6月份鍋爐給水溶解氧突然由7 μg/L上升至13 μg/L。經(jīng)過對(duì)除氧器各分支進(jìn)水進(jìn)行排查，壓縮機(jī)透平凝液溶解氧50 μg/L左右，脫鹽水150 μg/L左右，不是造成除氧器溶解氧超標(biāo)的主要原因。通過排查鍋爐給水系統(tǒng)內(nèi)各換熱器，均未發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象。通過逐步將除氧器操作壓力提至0.148 MPa，釜溫提至127℃，溶解氧呈逐步下降趨勢，最終于7月26日檢驗(yàn)合格。

2015年該裝置大檢修期間，對(duì)除氧器內(nèi)部填料進(jìn)行更換，7月份開工以后，除氧器壓力控制0.075 MPa，釜溫115℃，鍋爐給水溶解氧可以穩(wěn)定控制在7 μg/L以內(nèi)。

3.2 爐水藥劑系統(tǒng)改造及優(yōu)化

2015年裝置大檢修期間，對(duì)裂解爐爐水磷酸鹽注入流程進(jìn)行改造，增加3臺(tái)磷酸鹽泵，并對(duì)前6臺(tái)裂解爐分別注入磷酸鹽，原有磷酸鹽泵注入最后1臺(tái)裂解爐。同時(shí)，將原來磷酸鹽溶液注入濃度由50 g/L降低為16.7 g/L，磷酸鹽濃度的降低，防止汽包負(fù)荷發(fā)生大幅變化時(shí)，出現(xiàn)磷酸鹽暫時(shí)消失現(xiàn)象。2016年改造流程投用后，爐水pH值基本可以控制在9~10之間，磷酸根2~10 mg/L之間，有效提升了爐水品質(zhì)。

4 結(jié)束語

流程改造后，鍋爐給水、裂解爐爐水品質(zhì)有了較大提升，超高壓蒸汽品質(zhì)也有了較大改善。下一步該裝置將立足于現(xiàn)有在線分析儀表，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)鍋爐給水和裂解爐爐水的pH值自動(dòng)控制。

［1］姜濤.淺析鍋爐水處理存在的要求與技術(shù)［J］.中國科技財(cái)富，2011（3）：102.

［2］金熙.工業(yè)水處理技術(shù)問答［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：389-394.

［3］王蕾，趙立明.鍋爐給水含銅量超標(biāo)的原因分析及處理［J］.中國科技博覽，2013（32）：412.

［4］呂桂海.裂解爐汽包產(chǎn)汽系統(tǒng)運(yùn)行分析［J］.河南化工，2011，28（6）：62-63.

［5］朱紀(jì)林，王哲.裂解爐超高壓蒸汽品質(zhì)的控制［J］.石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2010，26（3）：24-27.

Optimization measures for boiler feed water and cracking furnace water quality control of ethylene plant

Zhang Kun
（No.1 Chemical Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The quality of boiler feed water and cracking furnace water play decisive role in ensuring the quality of the super high pressure steam.Therefore,it is necessary to strictly control the important indexes of the boiler feed water and furnace water,such as their pH,dissolved oxygen,phosphate radical,sodion,so to ensure the quality of the super high steam and the smooth operation of the compressor turbine.

boiler feed water;cracking furnace water;quality;super high pressure steam

TQ221.221

B

1671-4962（2017）01-0025-02

2016-10-18

張昆，男，工程師，2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事乙烯生產(chǎn)管理工作。