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技术文章

80万吨/年催化锅炉蒸汽品质差的原因分析及对策

时间:2003-12-20   作者:admin   来源:陕西省洛川县延炼实业集团公司总工办   评论:0
内容摘要:摘 要 本文从除盐水水质、锅炉操作及水汽化验分析等方面,分析了80万t/a催化锅炉蒸汽品质差的主要原因,提出解决措施并对实施效果进行了总结。 关键词 蒸汽品质 除盐水水质 锅炉操作 水汽分析 Cause Analysis & Countermeasures on Poor Steam Quality of 800 Thousand t/a Catalyst Boiler by Xu...
摘 要 本文从除盐水水质、锅炉操作及水汽化验分析等方面,分析了80万t/a催化锅炉蒸汽品质差的主要原因,提出解决措施并对实施效果进行了总结。 
关键词 蒸汽品质 除盐水水质 锅炉操作 水汽分析 

Cause Analysis & Countermeasures on Poor Steam Quality of 800 Thousand t/a Catalyst Boiler 
by Xu Xi'e Li Quankuan Chen Mei Yang Yajuan Chai Longmo 

Abstract  The main cause of poor steam quality of 800 thousand t/a catalyst boiler is analyzed on the quality of salt water ,boiler operation, water and steam test etc. then some solution measures and implementing effects are summarized in this paper. 
Keywords steam quality  salt water quality      boiler operation       water and steam analysis   

0 引言 
陕西省洛川县延炼实业集团公司的80万t/a催化锅炉是由北京设计院设计、陕西省化工安装公司承建,并于1998年12月一次试车成功的。该装置锅炉设计为两台,一台为CO余热锅炉、一台为开工锅炉,两台锅炉额定蒸发量为65t/h,蒸汽出口压力3.82MPa,主要为本装置气压机作动力蒸汽用。两台锅炉所用原水是经除盐水站净化、除盐后,送至锅炉除氧器除氧,再经炉内加药、汽化,产生过热蒸汽送至气压机房。2001年以来,气压机多次因汽轮机转子结垢、烧瓦而被迫停机,检查发现其中结垢厚度达6~7mm,垢样主要成份为钠盐57.5%,硅盐14.17%。2001年2月13日,2#锅炉一根水冷壁管发生爆管,经检查发现该炉管内结垢4~5mm厚,垢样主要成份为硅盐,占89.16%。为了查清蒸汽品质差的原因,我们对除盐水站和80万t/a催化锅炉工段进行了现场跟踪调查,找出了蒸汽品质差的根本原因,并制定了相应解决措施。 
1 蒸汽品质现状调查 




从表1可知:80万t/a催化锅炉所产过热蒸汽中SiO2、Na+含量都有超标现象,是造成气压机转子结垢的根本原因。 
2 原因分析 
锅炉蒸汽品质差的原因主要有3个,一是除盐水站供给的除盐水水质不达标;二是催化锅炉本身操作不规范;三是除盐水、炉水、过热蒸汽化验分析项目不完善。 
2.1 除盐水水质差的原因分析 



除盐水的质量指标有:Na+浓度、SiO2含量、PH值、电导率等。通过现场跟踪调查发现:除盐水的电导率化验数值在20us/cm以上(控制指标小于10us/cm);pH值在6~7(控制指标为8.5~9.2)。导致除盐水电导率、pH值不能达标的主要原因有: 
  1)阴、阳离子交换器设备本身故障多 
阴、阳离子交换器是去除水中阴、阳离子的主要设备,它能否高效长周期运行,直接关系到除盐水的出水水质能否达标。我公司除盐水站采用的阴阳离子交换器为双室双层浮动床结构,即交换器由上下两室组成,上室装有强型树脂,主要对较小半径的离子进行吸附、交换;下室为浮动床,装有弱型树脂,主要对水中较大颗粒离子进行吸附、交换。上下室树脂之间由双层水帽隔开,水帽的主要作用为防止上下层树脂互窜。在实际运行时,阴阳离子交换器内的水帽时有损坏、脱落,引起上下层树脂互窜。另外,交换器运行一段时间后,上下室树脂就要进行体外反洗,由于上下室共用一条输脂线,在进行体外反洗操作时,必然造成上下室树脂混杂,最终导致下室大颗粒离子漏入上室,同时上室强型树脂对强离子的交换能力也会下降,使阴阳离子交换器的工作交换容量达不到设计能力,影响了除盐水的出水水质。 
阴阳离子交换器内的衬胶经过多年的运行,局部已发生起包、脱落,造成交换器内壁腐蚀,腐蚀产生的离子带入除盐水内,也会影响除盐水的水质。 
  2)生水带油,交换树脂受污染 
除盐水站生水加热工艺,原设计为蒸汽直接加热方式,1999年,曾因加热蒸汽带油,造成生水带油进入离子交换器内,导致阴阳床内树脂被油污染。 
[1]被油污染的树脂其外观颜色会由棕变黑,在树脂表面形成一层油膜,使树脂粘在一起,导致树脂层水流不均匀,周期制水量减少。在实际运行中主要表现为:交换器失效快、再生频繁,酸碱消耗大,操作工对阴阳床失效终点难以控制,导致切换不及时,造成了除盐水水质不合格。 
  3)除盐水注氨系统运行不正常 
除盐水注氨的目的主要是中和水中的CO2,提高除盐水的pH值,防止系统酸性腐蚀。除盐水注氨位置在阴离子交换器出口工艺管线上。由于原加氨设施设计不合理,液氨在稀释罐内大量挥发,注氨操作无法准确加入到管线内,造成除盐水pH值偏小,一直维持在6~7之间,远远达不到除盐水pH值在8.5~9.2之间的控制指标。 
  4)胶体硅在现有工艺设备条件下无法除去 
我公司除盐水站源水为拓家河水库水,源水中微生物、藻类较多,胶体硅含量高达2.56mg/l,占源水总硅含量的70%,而在现有除盐水工艺、设备条件下,无法除去胶体硅,且SiO2监测仪无法检出胶体硅,致使大量胶体硅随除盐水一起带入锅炉炉水内,当炉水高温加热时,胶体硅迅速分解带入蒸汽,使蒸汽中SiO2含量超标。 
2.2 锅炉操作不规范,导致蒸汽品质差的原因分析 
  1)炉内加药处理不规范 
炉内加药处理是锅炉给水的后序处理措施,它的主要任务是根据炉水的水质情况,向汽锅内定量投加阻垢剂或其它药剂,以保证炉水的各项指标符合标准。 
我公司锅炉炉内加药采用磷酸盐处理法,炉内加药操作应根据炉水中PO43-含量大小来控制加药量。在实际炉内加药操作中,加药量与加药频次缺乏科学依据,一次加药量有时5kg,有时10kg,造成炉水中PO43-浓度波动较大。[1]当炉水中PO43-加入量较多时,镁离子便会与PO43-结合生成Mg3(PO4)2,其在高温水中溶解度很小,能粘附在受热面,转化成松软的二次水垢;当PO43-含量较小时,又达不到阻垢效果。 
  2)饱和蒸汽汽包液位波动大,蒸汽带水严重 
在锅炉操作中,即使炉水水质合格,若汽包液位波动大、汽水共腾等非正常操作,也可引起蒸汽品质变差。 
80万t/a催化锅炉有三套饱和蒸汽汽包,外取热器一套、油浆蒸汽发生器两套,设计每小时可产253℃中压饱和蒸汽30t,经余热锅炉一、二级过热器过热后并入蒸汽管网送至气压机。在实际运行中,由于分馏岗位对三套汽包液位控制不当,汽包液位波动大,造成饱和蒸汽带水,进入余热锅炉后来不及汽化、蒸发,使过热蒸汽品质变差。 
2.3 除盐水、炉水、过热蒸汽化验分析项目不完善 
由于除盐水、中压锅炉在我公司首次使用,水汽分析存在诸多问题。主要表现为分析仪器及其配件配备不全、分析人员少且业务技能不过硬,导致水汽品质得不到有效监督。如:除盐水SiO2含量只有目视比色法定性分析,不能定量测出除盐水中微量硅含量;锅炉现有化验分析人员少,无法保证锅炉水汽品质24h跟踪监测;分析人员业务技能差,分析准确率低,使分析数据不能如实反映锅炉运行状况等。 
3 解决措施 
3.1 提高阴阳离子交换器运行效率 
为了彻底排除离子交换器在运行中的故障,提高交换器的运行效率。我们采取了以下措施: 
  1)为防止蒸汽带油引起交换树脂受污染,2000年大修期间,实施了生水加热技改项目——增加了两台换热器,避免了蒸汽和生水直接接触。 
  2)2001年8月大检修期间,对交换器内损坏的水帽进行了更换。 
  3)新配一条反洗输脂线,使上下树脂各有自己的输脂专线。 
  4)2001年先后更换了两台阳离子交换器和一台阴离子交换器。 
  5)2001年3~12月,对原来受污染的树脂分批进行了更换,共更换树脂33.6t。通过实施以上整改,阴阳离子交换器的交换效率大大提高,树脂再生周期延长(旧树脂运行周期为20~30h,新换树脂运行周期为50~60h),且除盐水水质得到明显改善,除盐水的电导率、钠离子含量均能达标。 
3.2 改造注氨工艺,确保除盐水pH值达标 
从2001年3月19日起,用一台加氨机临时代替原加氨设施,投用后,除盐水的pH值从原来的6左右提高到8左右,但由于临时加氨设施不是十分理想,实际运行不平稳,导致除盐水pH值忽大忽小,并引起电导率波动。为此,车间在2001年8月设备大检修时,对原有注氨工艺进行了技术改造,安装了新型注氨机,投用后,除盐水pH值 一直稳定在8~9。 
3.3 加强汽包液位控制, 避免蒸汽带水 
由于蒸汽品质差造成汽压机停机事故发生后,各催化分馏岗位加强了对外取热汽包D-119、油浆蒸汽发生器汽包D-201/1.2的液位监控,外取热器汽包液位控制在35%~40%左右、油浆蒸汽发生器汽包液位控制在30%~40%,并对三套汽包液位加强现场巡回检查,从而避免饱和蒸汽带水进入余热锅炉。 
3.4 完善水质化验分析项目,提高分析准确性 
为了完善水汽分析项目,公司根据水汽化验分析所缺分析仪器及配件,配置了先进化验仪器;增加了锅炉分析岗位人员,保证锅炉水、汽24h化验分析,并把分析结果及时反馈给锅炉操作工及技术干部,用以指导实际操作;进一步加强了全公司水、汽化验工的业务技能培训,确保分析数据的准确性。另外,公司还加强了水、汽品质的监测力度,由质监处对水、汽品质定期抽查化验,从而有效地提高了水汽质量。 
4 实施效果及结论 






从表2、表3所列化验分析数据可以看出:除盐水站经过实施一系列技改后,除盐水水质得到了明显改善,各项质量指标均能达标。2003年公司还将在除盐水站实施反渗透新工艺,彻底改善除盐水水质;80万t/a催化锅炉通过调整炉水加药量,加强汽包液位控制,加大水、汽质量分析监督力度,确保了锅炉过热蒸汽中SiO2、Na+含量也能达到指标。从2002年至今,80万t/a催化余热锅炉蒸汽品质得到了明显改善,能满足本装置汽压机所用高品质蒸汽的要求。  [CENTER][IMG]Upfiles/2003122030160.jpg[/IMG][/CENTER][CENTER][IMG]Upfiles/2003122030870.jpg[/IMG][/CENTER][CENTER][IMG]Upfiles/2003122012271.jpg[/IMG][/CENTER]

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