高壓蒸汽汽包爐水pH值超標原因分析及解決措施

李小清

(四川大學 化學工程學院，四川 成都 610065)

高壓蒸汽汽包爐水pH值超標原因分析及解決措施

李小清

(四川大學 化學工程學院，四川 成都 610065)

針對高壓蒸汽汽包爐水pH值頻繁超標的問題分析找出原因,進行操作優化并對磷酸鹽加藥泵做出技術改造，解決問題。

爐水pH值 ；頻繁超標； 操作優化

1 發現問題

2012年初，建峰集團化肥分公司第二套化肥裝置(簡稱二化)首次高負荷試運行期間，合成氨裝置的高壓蒸汽汽包爐水分析數據SC150的pH值超標達63次，其中pH值最高11.24，最低6.62(見表1)。爐水pH值的頻繁超標，嚴重影響了爐水的水質，對設備的安全運行構成威脅。

表1 試車期間SC150超標數據

4月19日，二化再次開車并進入正式投入正常運行。由于年初短暫試車期間SC150超標頻繁數據且波動極大，經過總結經驗和不斷調整并加強監控，在開車正常后的8個月中，SC150的pH值超標仍然達到95次。

2 爐水pH值超標原因

汽包的爐水pH值超標原因有：脫鹽水水質不達標，分析不準確，加藥不合格。

2.1 脫鹽水水質不達標

脫鹽水水質的重要指標是化學需氧量(即COD)。COD是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。對工業水系統的危害很大。含有大量的有機物的水在通過除鹽系統時會污染離子交換樹脂，特別容易污染陰離子交換樹脂，使樹脂交換能力降低。容易進入鍋爐，使爐水pH值降低。

汽包中的爐水是由高壓鍋爐給水泵(104J)將除氧器(101U)中的合格高壓鍋爐給水送入，除氧器的水質不達標，有可能造成汽包爐水不達標。101U出口通過加氨水控制pH值為8.5～9.2，141D通過加磷酸鹽控制pH值為9～10。當磷酸根合格，而且101U出口水分析合格的情況下，脫鹽水水質不達標會引起爐水pH值不達標。

2.2 分析不準確

分析不準確會造成爐水pH值分析數據不準確。

2.3 加藥不合格

汽包爐水的pH值是通過磷酸鹽泵(108L)注入磷酸鹽來保證的。加藥不合格導致汽包爐水的pH值不合格的可能性較大。加藥不合格的影響因素有：操作原因，加藥系統運行工況異常。

2.3.1 操作原因

操作原因包括：108L配藥濃度不標準，108L加藥泵調整不及時，汽包液位影響。

2.3.1.1 108L配藥濃度不標準

在2012年年初的試生產過程中，操作員生產經驗不足，對108L磷酸鹽的配制沒有引起足夠的重視，沒有嚴格按照配藥指標進行操作，會造成汽包爐水pH值超標。

2.3.1.2 108L加藥泵調整不及時

在試生產過程中，操作員對汽包生產狀況的預判能力差，對分析數據的敏感性不造成足對加藥泵的調整不及時。僅僅在得到分析數據后才做調整，并且幅度把握不足，導致加藥量不及時不準確，引起爐水pH值超標。

2.3.1.3 汽包液位影響

汽包爐水pH值的分析取樣點SC150的取水口在汽包連續排污管線上，汽包連續排污管線入口位于汽包中部，當汽包的液位較高可以淹沒連排管口時，連排管線可以順利排污，SC150的數據是準確的。當汽包液位較低淹不到連排管口時，連排管線排不出汽包的水，只能排出蒸汽，蒸汽經過取樣器冷卻后反應出來的分析數據與爐水的真實數據有偏差，會引起pH值超標。

2.3.2 加藥系統運行工況異常

加藥系統運行工況異常表現為：加藥附屬管線泄漏，加藥泵運行不正常。

2.3.2.1 加藥附屬管線泄漏

加藥附屬管線泄漏，磷酸鹽不能足量進入汽包，會造成汽包中爐水pH值低。

2.3.3.2 加藥泵運行不正常

根據長期監控加藥泵發現：磷酸鹽加藥泵運行不正常的主要表現方式為打量不穩定。2012年5月裝置長時間運行以后，108LJA打量明顯比108LJB更不穩定，所有108LJA泵長期備用，主要運行JB泵。操作人員反復反映108LJA/JB常出現兩種現象：運行一段時間后忽然打不起流量；同樣行程下，有時沒流量，有時又忽然加藥太猛。

圖1 單向閥堵塞及銹渣圖

多次檢查兩臺泵的機械傳動部分、進口單向閥和過濾器，均未發現異常。2012年11月20日聯系加藥泵生產商技術人員到現場處理。將去汽包的總管藥液排盡后，對兩臺泵進出口單向閥、入口過濾器等進行了檢查，發現只有 108LJA出口單向閥有大量銹渣。如圖1。

從單向閥雜質成分看，幾乎全部都是鐵銹。因為進口過濾器和單向閥很干凈，斷定銹渣來自出口管道。該管道材質A106B，易銹蝕。108LJA/JB出口管道垂直落差大，泵流量小，無法像其他泵一樣將雜質帶入后端，雜質只能在重力和管道擾動下落到最低點的泵出口單向閥處，形成卡澀。所以每次最先打不起流量的都是靠總管最近的108LJA泵。

3 解決措施

3.1 加強脫鹽水水質監控

2012年的8月23日至24日，SC150的pH值然出現8次超標，而且低于9.0，但是磷酸根卻都不低。(詳細數據見表2)?？v觀整個分析數據，磷酸根在10×10-6以上時，pH值極少會低于9。經過對脫鹽水水質的分析發現，水中的COD較高。

表2 8月23日SC150與SC151對比表

對此，根據爐水pH值和磷酸根的數據，結合除氧器pH值的對比，強化了脫鹽水中COD的監控，并及時聯系相關單位進行調控。同時加大分析頻率，保證爐水pH值達標。

3.2 優化分析

加大分析取樣器的循環冷卻水量，減少樣點的水量；同時加大分析頻率，觀察數據變化趨勢等。保證分析數據的準確性。

3.3 規范化操作，加強巡檢

3.3.1 規范化配藥

經過試車總結后，4月份開車對磷酸鹽配藥嚴格按照要求實施：108L配藥前將脫鹽水液位控制到液位計顯示的最高值，啟動攪拌器，然后將3袋(50kg/袋)磷酸三鈉倒入加藥槽，分析108L的磷酸鹽含量，并做詳細記錄。杜絕磷酸鹽配藥不標準的可能性。

3.3.2 加大磷酸鹽泵巡檢力度

操作員甚至每半小時巡檢一次加藥系統，并根據加藥泵的出口打壓(壓力表指針擺動情況)自主調節加藥泵行程，觀察108L液位下降情況；車間專門制作了相應的表格進行記錄。同時對加藥系統附屬管線巡檢頻率不斷加大，一發現泄露立即處理。在這種操作模式下，SC150超標數據出現的次數在2012年8月后有明顯下降，8月至12月的四個月中爐水pH值超標為43次。

3.3.3 保證汽包液位穩定

經詳細研究汽包設備結構，自2012年7月起，將汽包液位平穩控制65%-75%的較高液位，并與現場液位及時對比，杜絕了汽包液位低對分析數據的影響。

3.3.4 優化磷酸液泵運行

磷酸鹽加藥泵出口單向閥被加藥管道的鐵銹堵塞是導致加藥泵打不起壓是加藥泵運行不正常的根本問題。為了徹底解決此問題，利用2013年停車大修期間對加藥系統進行技術改造，確保加藥系統的穩定運行以保證鍋爐給水系統的安全穩定運行。其具體措施是：

在108LJA/JB出口增加排氣閥便于啟動時排氣，因108LJA/JB 出口球閥內漏故改為閘閥，108LJA/JB出口至汽包141D管線增加總閘閥便于檢修時不泄壓，108LJA/JB出口至汽包141D碳鋼管線改為不銹鋼管線防止銹渣堵塞出口止逆閥導致打壓能力不夠。具體改造位置見圖2：

圖2 108L加藥系統技改圖

4 結論

通過優化操作和磷酸鹽加藥泵技術改造，可以在線對108JA/JB進行檢修；還可以解決108JA/JB出口止逆閥銹渣堵塞問題；解決108JA/JB打壓不穩定導致SC150分析數據超標問題。保證了汽包的安全穩定運行，避免了磷酸鹽的浪費。磷酸鹽加藥系統技改實施后，汽包爐水pH值超標現象被杜絕，為裝置的安穩長滿優運行提供了保障。

(本文文獻格式：李小清 .高壓蒸汽汽包爐水pH值超標原因分析及解決措施[J].山東化工，2016，45(24)：77-78.)

2016-11-01

李小清(1982—)，工程師，于四川大學攻讀在職碩士，建峰集團化肥運行二部運行值長。

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