DMTO裝置提高鍋爐給水合格率

＊張森 李澤洋

（延長(zhǎng)石油延安能源化工有限責(zé)任公司 陜西 727500）

甲醇制烯烴裝置是以甲醇為原料，在催化劑作用下，進(jìn)行放熱反應(yīng)，生成以乙烯、丙烯為主的低碳烯烴產(chǎn)品。通過鍋爐給水吸收再生燒焦、煙氣燃燒（主要為CO燃燒）的富余熱量來吸收熱量，產(chǎn)出4.2MPa，420℃的中壓過熱蒸汽。MTO熱工單元，包括外取熱汽包和余熱鍋爐汽包，產(chǎn)生的中壓飽和蒸汽進(jìn)入到余熱鍋爐過熱段進(jìn)行過熱，產(chǎn)生共計(jì)45.7/76t/h（正常/最大）的中壓過熱蒸汽送入裝置中壓蒸汽總管。可以給裝置內(nèi)產(chǎn)品壓縮機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力，達(dá)到物料平衡，降低能耗的目的。但是鍋爐給水在運(yùn)行過程中，多次出現(xiàn)鍋爐給水溶解氧不合格的情況，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。

1.MTO裝置鍋爐給水

MTO裝置的鍋爐給水采用自產(chǎn)的方式，流程如圖1所示，自系統(tǒng)來的55.087/92.015t/h除鹽水（25℃、0.5MPa）與裝置總管來的工藝凝結(jié)水（112℃、0.6MPa），在凝結(jié)水-除鹽水換熱器（0500E1301AB）換熱至80℃后進(jìn)入旋膜式除氧器（0500DE1301）。除氧用的蒸汽來自裝置內(nèi)低低壓蒸汽（190℃、0.45MPa）。除氧器工作壓力0.02MPa，產(chǎn)生104℃除氧水共計(jì)57.627/95.875t/h，經(jīng)過鍋爐給水泵加壓至6.0MPa，一路送至DMTO、烯烴分離自用，一路46.8/77.5t/h送入省煤段預(yù)加熱后作為兩個(gè)汽包產(chǎn)汽用水。

圖1 鍋爐給水簡(jiǎn)要流程

2.溶解氧超標(biāo)

(1)除氧的原理

本裝置主要采用物理熱力除氧，通過用蒸汽來自裝置內(nèi)低低壓蒸汽（190℃、0.45MPa）對(duì)除鹽水進(jìn)行加熱，將溶解在水中的氧氣排至大氣中。一次除氧：除氧水經(jīng)旋膜器呈螺旋狀按一定角度噴出，形成水膜裙，并與上部蒸汽接管引進(jìn)的加熱蒸汽進(jìn)行熱交換，可除去水中含氧量的90%-95%左右；二次除氧：水經(jīng)過水篦子與上升的加熱蒸汽接觸被加熱到接近除氧器工作壓力下的飽和溫度即低于飽和溫度2-3℃，形成二次除氧。

(2)溶解氧指標(biāo)與危害

①根據(jù)GB/T 12145-2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》要求中壓鍋爐給水溶解氧≤15μg/L，標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 鍋爐給水質(zhì)量(GB/T 12145-2016)

②氧腐蝕是鍋爐系統(tǒng)中最常見又較為嚴(yán)重的腐蝕。氧腐蝕發(fā)生的部位是給水管道和省煤段。如果除氧水中的溶解氧含量較高，腐蝕可能延伸到省煤段的中部和尾部，甚至使鍋爐的下降管也遭到腐蝕。氧腐蝕的形態(tài)一般為潰瘍型腐蝕和小孔性局部腐蝕。嚴(yán)重?fù)p壞金屬構(gòu)件強(qiáng)度。

(3)裝置運(yùn)行情況

根據(jù)本裝置除氧器1年的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，取10個(gè)取樣分析數(shù)據(jù)的平均值作為一個(gè)記錄點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2所示：

表2 溶解氧數(shù)據(jù)

由以上表2和圖2可以看出，裝置在運(yùn)行過程中，鍋爐給水的溶解氧一直處于不合格狀態(tài)，溶解氧年平均為40.81μg/L，遠(yuǎn)大于GB/T 12145-2016的要求。

圖2 溶解氧圖

3.解決措施

(1)增加化學(xué)除氧方式

采用化學(xué)除氧的方式對(duì)裝置除氧水進(jìn)行了化學(xué)除氧。本裝置通過注入二甲基酮肟（DMKO）除去除氧水中的溶解氧。

主要除氧方式如下：

當(dāng)確保除氧的前提下，殘余量≤40μg/L，DMKO除氧對(duì)水汽無任何不良影響，取數(shù)據(jù)如下：

表3 溶解氧數(shù)據(jù)

圖3

(2)提高除氧器壓力

表4 溶解氧數(shù)據(jù)

對(duì)除氧器的水封罐進(jìn)行改造，由原來的2級(jí)水封升級(jí)為4級(jí)水封，除氧器的操作壓力從原來0.02MPa升高為0.042MPa，除氧器的溫度由原來的98℃上升至103-104℃，保證了除氧器的溫度要求，除氧水中溶解氧基本達(dá)到指標(biāo)要求。

圖4

(3)提高進(jìn)料溫度和增加深度除氧

將除氧器底部的蒸汽投用，在保證設(shè)備安全的前提下，這樣提高了蒸汽的熱利用率，對(duì)除氧水進(jìn)行直接加熱，不僅降低了能耗，而且通過圖5調(diào)整流程后，提高了除鹽水的進(jìn)料溫度，目前除氧器壓力控制0.04MPa左右，除氧器溫度也能達(dá)到104℃。

圖5 提高進(jìn)料溫度

表5 溶解氧數(shù)據(jù)

圖6

4.結(jié)論

通過本文提出的解決措施，增加化學(xué)除氧的方式能夠?qū)㈠仩t給水中的溶解氧降低，但是未能達(dá)到合格指標(biāo)；提高除氧器的工作壓力和增加深度除氧以及提高進(jìn)料溫度等措施后，除氧器明顯除氧效果增強(qiáng)，而且溶解氧的合格率比較穩(wěn)定，能夠滿足裝置生產(chǎn)需求，通過現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)低低壓蒸汽用量從原來的6.45t/h降低到4.56t/h，為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，而且有效的避免了氫腐蝕對(duì)設(shè)備造成的影響。