乙烯裝置鍋爐給水及裂解爐爐水水質控制優化措施

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控制優化措施

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對超高壓蒸汽品質起著決定性的作用，因此必需嚴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，才能保證超高壓蒸汽的品質，以確保壓縮透平機穩定運行。

鍋爐給水；裂解爐爐水；品質；超高壓蒸汽

某乙烯裝置設計有除氧器，為裂解爐系統提供超高壓鍋爐給水。原設計鍋爐給水系統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，由于原有流程設計不合理，鍋爐給水和爐水指標經常不合格，影響了超高壓蒸汽品質。通過控制指標分解，對流程和操作進行優化，確保了超高壓蒸汽指標合格。

1 鍋爐給水和爐水控制指標

1.1 鍋爐給水指標

（1）pH值：為防止鍋爐給水系統內金屬的氫去極反應引起的腐蝕，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。溶解氧會對水系統管線及設備造成氧腐蝕作用，其腐蝕產物會進入鍋爐內部，附著或者沉積在管壁內部形成難溶的鐵垢，降低傳熱系數，影響鍋爐的傳熱效果。

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

1.2 爐水指標

（1）pH值：爐水中的pH值控制應不低于9，這是因為：①pH值低時，水對鍋爐的腐蝕性增強［3］；②爐水中的磷酸根與鈣離子的反應，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行調整，同時磷酸三鈉還有2方面作用：①它能夠與水中容易結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的鍋垢部分變松軟而脫落。

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

（4）二氧化硅：二氧化硅含量控制在1.5 mg/L以內，監控汽包內雜質含量，日?？梢酝ㄟ^汽包間斷排污進行調整［5］。

2 運行中存在的問題

2.1 鍋爐給水存在的問題

（1）pH值低，鐵離子含量高：原設計鍋爐給水系統注入緩蝕劑，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%，長時間低于指標值8.8~9.3。

（2）溶解氧不合格：2014年6月27日，除氧器內鍋爐給水溶解氧突然出現不合格，經過長時間的摸索與調整，于7月26日調整合格。

2.2 爐水存在的問題

原設計為裂解爐汽包鍋爐給水進料線注入磷酸三鈉，但由于設計為單泵單缸注入7臺裂解爐（正常為6臺裂解爐在線），裂解爐產汽量和汽包結垢程度不同，導致裂解爐汽包壓力略有不同。日常調整過程中，只能通過各臺裂解爐磷酸鹽注入閥門限位進行調整，各臺裂解爐磷酸鹽注入量存在嚴重偏流現象，導致爐水中pH值、磷酸根和電導率不穩定，磷酸鹽注入流程被迫對單臺裂解爐進行投用調整。

3 改造及優化措施

3.1 鍋爐給水系統改造及優化

3.1.1 鍋爐給水系統改造 2015年該裝置大檢修期間，對除氧器藥劑注入流程進行改造，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，經過氨水泵注入除氧器。經過半年的經驗摸索，目前鍋爐給水pH值可以穩定控制在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，鍋爐給水系統內鐵離子含量下降至20 μg/L以內，合格率為100%，鍋爐給水及蒸汽系統內腐蝕情況明顯好轉。

3.1.2 鍋爐給水系統檢修 2014年6月份鍋爐給水溶解氧突然由7 μg/L上升至13 μg/L。經過對除氧器各分支進水進行排查，壓縮機透平凝液溶解氧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的主要原因。通過排查鍋爐給水系統內各換熱器，均未發現內漏現象。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日檢驗合格。

2015年該裝置大檢修期間，對除氧器內部填料進行更換，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定控制在7 μg/L以內。

3.2 爐水藥劑系統改造及優化

2015年裝置大檢修期間，對裂解爐爐水磷酸鹽注入流程進行改造，增加3臺磷酸鹽泵，并對前6臺裂解爐分別注入磷酸鹽，原有磷酸鹽泵注入最后1臺裂解爐。同時，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，防止汽包負荷發生大幅變化時，出現磷酸鹽暫時消失現象。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。

4 結束語

流程改造后，鍋爐給水、裂解爐爐水品質有了較大提升，超高壓蒸汽品質也有了較大改善。下一步該裝置將立足于現有在線分析儀表，對控制系統進行改造，實現鍋爐給水和裂解爐爐水的pH值自動控制。

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

［2］金熙.工業水處理技術問答［M］.北京：化學工業出版社，2010：389-394.

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

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

［5］朱紀林，王哲.裂解爐超高壓蒸汽品質的控制［J］.石油化工技術與經濟，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年畢業于中國石油大學（華東）化學工程與工藝專業，現從事乙烯生產管理工作。