合成氨供熱鍋爐除鹽水品質(zhì)優(yōu)化改進(jìn)小結(jié)

梅樹(shù)美

（安徽昊源化工集團(tuán)有限公司 安徽阜陽(yáng) 236056）

合成氨供熱鍋爐除鹽水品質(zhì)優(yōu)化改進(jìn)小結(jié)

梅樹(shù)美

（安徽昊源化工集團(tuán)有限公司 安徽阜陽(yáng) 236056）

文章介紹了電站鍋爐除鹽水裝置為提升出水品質(zhì)將“二級(jí)制水”改為“三級(jí)制水”運(yùn)行情況，并對(duì)運(yùn)行效果進(jìn)行了分析。

除鹽水 二級(jí)制水 三級(jí)制水 品質(zhì) 改進(jìn)

在化工生產(chǎn)制水工藝中，傳統(tǒng)的工藝為單純的陰、陽(yáng)離子交換配合的“一級(jí)制水”工藝。該工藝生產(chǎn)中存在著制水成本高，酸、堿消耗量大，再生廢水污染環(huán)境等方面的缺點(diǎn)，同時(shí)操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)品水品質(zhì)不穩(wěn)。鑒于此，公司除鹽水裝置改成反滲透水處理工藝，配合混合離子交換器，將制水工藝該為“二級(jí)制水”工藝，該工藝將產(chǎn)品水分為一級(jí)除鹽水（反滲透后淡水）和二級(jí)除鹽水（精品水），分級(jí)外供，淘汰原有高耗能制水工藝。

隨著昊源公司生產(chǎn)裝置擴(kuò)大生產(chǎn)能力的提高，鍋爐壓力級(jí)別由3.82MPa提升為9.8MPa，減溫形式由面式減溫到混合式減溫方式，為保證鍋爐水汽品質(zhì)合格，鍋爐對(duì)入爐爐水品質(zhì)要求進(jìn)一步提高，制水品質(zhì)落后于用水品質(zhì)的矛盾逐漸突顯，出現(xiàn)制約汽輪機(jī)和鍋爐安全經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行。同時(shí)混合離子交換器再生頻繁，消耗上升。

為此，公司技術(shù)人員針對(duì)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行討論、分析，最終形成技術(shù)改進(jìn)方案，將原有“二級(jí)制水”工藝改為“三級(jí)制水”工藝，決定在反滲透后進(jìn)混合離子交換器前串聯(lián)增設(shè)陰、陽(yáng)離字交換器，進(jìn)一步提高產(chǎn)品水品質(zhì)，降低消耗。

1 技術(shù)優(yōu)化前除鹽水工藝狀況

原除鹽水工藝為“二級(jí)制水”工藝，除鹽水裝置是反滲透水處理工藝配合混合離子交換器使用，生產(chǎn)的反滲透后淡水和精品水分級(jí)外供。該裝置在分級(jí)使用和電站鍋爐補(bǔ)水量小的情況下，基本上能夠滿(mǎn)足鍋爐水汽品質(zhì)要求，但隨著合成氨生產(chǎn)裝置擴(kuò)大，生產(chǎn)能力的提高，蒸汽需求量增大，鍋爐補(bǔ)水量增加，并且，新建鍋爐壓力級(jí)別由3.82MPa提升為9.8MPa，減溫形式由面式減溫到混合式減溫方式，這樣使得鍋爐蒸汽品質(zhì)降低，含鹽量、硅酸根含量增高，鍋爐熱效率下降，汽輪機(jī)結(jié)垢速率增加，機(jī)組出力下降，汽耗增加效率下降；在實(shí)際工藝操作中為改善鍋爐汽、水品質(zhì)鍋爐排污量相應(yīng)加大，造成了大量的熱能浪費(fèi)。

1.1 優(yōu)化改進(jìn)前的工藝流程簡(jiǎn)圖

1.2 反滲透產(chǎn)水水質(zhì)

Na+、K+電導(dǎo)率Ca2+、Mg2+Cl-、SO42-SiO2堿度＜300ppm 0 0.03mmol 320ug 0.1mmol 12us/cm

1.3 混合離子交換器出水水質(zhì)

Na+、K+Ca2+、Mg2+SiO2堿度電導(dǎo)率pH值＜300ppm 0 Cl-、SO42-0 20-200ug 0.01mmol 0.4-2.0us/cm 6.8

2 技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)方案的制定與實(shí)施

2.1 工藝改進(jìn)方案

由于鍋爐給水品質(zhì)要求的提高，因此需要將原有的工藝系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，將“二級(jí)制水”工藝改為“三級(jí)制水”工藝，決定在反滲透后進(jìn)混合離子交換器前串聯(lián)增設(shè)陰、陽(yáng)離字交換器。出水品質(zhì)明顯提高，電導(dǎo)率＜0.4us/cm。

2.2 優(yōu)化改進(jìn)后的工藝流程簡(jiǎn)圖

2.3 離子交換器選型

技改小組經(jīng)過(guò)對(duì)離子交換器的特性及交換流速的詳細(xì)計(jì)算和考慮今后的發(fā)展情況以及產(chǎn)品水的特點(diǎn)，決定選用陽(yáng)離子交換器直徑為2.8米，陰離子交換器直徑為3.0米。日常兩開(kāi)一備運(yùn)行。

2.4 產(chǎn)品水品質(zhì)

Na+、K+Ca2+、Mg2+Cl-、SO42-SiO2堿度電導(dǎo)率pH值＜10ppm 0 0 10ug 0.003mmo l ＜0.4us/cm 6.8

3 優(yōu)化工藝的創(chuàng)新點(diǎn)及運(yùn)行情況

該改進(jìn)方案將原有“二級(jí)制水”工藝改為“三級(jí)制水”工藝，在反滲透后進(jìn)混合離子交換器前串聯(lián)增設(shè)陰、陽(yáng)離字交換器，出水品質(zhì)明顯提高。自裝置運(yùn)行以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行正常，工藝指標(biāo)穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 效益分析

4.1 直接經(jīng)濟(jì)效益

直接節(jié)約酸堿：（按年運(yùn)行330天算）

再生次數(shù)陰離子33消耗/次混合離子改前：121改后：8酸：2.4噸/次堿：3.6噸/次陽(yáng)離子33節(jié)約酸：238.2噸堿：367.2噸酸：1.0噸/次堿：1.2 噸/次

節(jié)約酸：121×2.4－8×2.4－33×1=238.2噸 單價(jià)：680元

節(jié)約堿：121×3.6－8×3.6－33×1.2=367.2噸 單價(jià)：700元

節(jié)約酸堿資金：238.2×680+367.2×700=419016元

節(jié)約鍋爐排污熱損失效益（按年運(yùn)行330天算）

9.8 4 362 150 13794000改 前35 3 3.82 3 267 80 7034940 150 75項(xiàng)目蒸發(fā)量（t/h）排污次數(shù)（次/班）壓力級(jí)別（MPa）每次排污水量（噸）飽和溫度（℃）給水溫度（℃）排污熱能（KJ）節(jié)約熱能（KJ）噸煤熱值（KJ）節(jié)煤量（噸/班）75 5.29 5 300 9.8 10 362 35362800改 后35 1 3.82 2 267 80 1563320 5.29 3 300 2758800 4715040 47154580 18810000 2.5

年節(jié)煤量：2.5×3×330=2475（噸）

節(jié)約資金：2475×450=1113750（元）

兩項(xiàng)節(jié)約資金合計(jì)：419016+1113750=1532766元，約為153萬(wàn)元。大約1年可收回全部投資。

4.2 間接經(jīng)濟(jì)效益

鍋爐爐管結(jié)垢率降低熱效率提高，汽輪機(jī)結(jié)垢率降低，汽輪機(jī)運(yùn)行周期延長(zhǎng)，發(fā)電消耗降低，最高單耗降低0.1Kg/KWh，在后工段生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的廢熱副產(chǎn)蒸汽崗位排污量相應(yīng)減少，同樣創(chuàng)造可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 總結(jié)

經(jīng)過(guò)計(jì)算和綜合評(píng)價(jià)，該項(xiàng)技改經(jīng)濟(jì)效益顯著，順應(yīng)了社會(huì)生產(chǎn)節(jié)約能源的要求，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。

梅樹(shù)美，男，1971年10月出生，大學(xué)本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，1997年7月畢業(yè)于煙臺(tái)大學(xué)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)，同年8月分配到安徽昊源化工集團(tuán)有限公司工作，現(xiàn)任安徽昊源化工集團(tuán)有限公司總工辦主任，從事科技管理、技術(shù)開(kāi)發(fā)等科學(xué)技術(shù)工作。）