李 軍，楊 智

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

新型鍋爐水處理劑在寧夏石化公司的工業(yè)應(yīng)用

李 軍，楊 智

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

寧夏石化公司煉油廠催化裝置CO余熱鍋爐爐水分析數(shù)據(jù)波動較大，合格率低于90%。經(jīng)過外出考察交流，水汽系統(tǒng)試用新型爐水處理劑代替當(dāng)前使用的磷酸三鈉藥劑，試用期間爐水合格率有所提高，達(dá)到預(yù)期效果，對裝置平穩(wěn)運(yùn)行起到了一定的作用。

CO余熱鍋爐；爐水；合格率；藥劑

寧夏石化分公司煉油廠2.6 Mt/a重油催化裂化裝置配有兩臺由江蘇太湖鍋爐廠制造的燃燒式CO余熱鍋爐。該余熱鍋爐主要利用再生煙氣的余熱，再加上部分助燃瓦斯，產(chǎn)生中壓過熱蒸汽，蒸汽參數(shù)為：3.82 MPa、450℃，其中除兩臺余熱鍋爐B-501AB自產(chǎn)蒸汽約76 t/h外，其還過熱外取熱器產(chǎn)生的飽和蒸汽106 t/h、油漿蒸發(fā)器產(chǎn)生的飽和蒸汽62.4 t/h，產(chǎn)出的中壓過熱蒸汽共244.4 t/h。

鍋爐設(shè)計(jì)除氧水消耗量235 t/h，除氧器耗汽量15 t/h。鍋爐用水為管網(wǎng)來的除鹽水，220 t/h的除鹽水進(jìn)入裝置后先經(jīng)過除氧器進(jìn)行熱力除氧，再由鍋爐給水泵進(jìn)入各個(gè)汽包。鍋爐水系統(tǒng)處理流程及環(huán)節(jié)工藝模型（見圖1）。

鍋爐設(shè)計(jì)磷酸三鈉消耗量6 t/a，為便于加藥系統(tǒng)操作維護(hù)，確保各汽包加藥濃度一致，根據(jù)裝置第一周期運(yùn)行情況，在2014年大檢修中，對加藥系統(tǒng)進(jìn)行了改造，即由設(shè)計(jì)的對每臺汽包進(jìn)行加藥，改為將藥劑加入到鍋爐給水泵入口管線（見圖2）。

圖1 鍋爐水系統(tǒng)處理流程及環(huán)節(jié)工藝模型

圖2 鍋爐流程簡圖

1 目前爐水波動存在的問題

催化裝置水汽系統(tǒng)爐水質(zhì)量波動較大。爐水整體合格率維持在70%～80%；與95%的合格率控制指標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。

1.1 爐水pH波動分析

除鹽水pH是由注氨調(diào)節(jié)合格，氨瓶頻繁更換不能保證持續(xù)穩(wěn)定注入。

除鹽水但若漏酸，盡管加氨將HCl換為NH4Cl對給水pH影響不大但進(jìn)入爐內(nèi)不斷蒸發(fā)情況下會聚集濃縮，同時(shí)NH4Cl在高溫下會解析出NH3，使?fàn)t內(nèi)的HCl不斷積聚爐水pH降低。

除鹽水COD是否超標(biāo)，樹脂處理有機(jī)物能力有限，它們給水進(jìn)入到汽包在高溫高壓下COD生成有機(jī)酸，有機(jī)酸在爐水中累積導(dǎo)致pH降低。對比下pH穩(wěn)定合格階段COD含量，一般除鹽水控制COD＜1.5 mg/L。

蒸汽系統(tǒng)油污染，油隨冷凝水回到汽包，高溫高壓下會變成有機(jī)酸在爐水中積累造成爐水pH偏低。乳化油采用常規(guī)水中油含量分析不能測出，但乳化油含量升高時(shí)二氧化硅含量也會隨之升高。

1.2 爐水磷酸根波動分析

汽包處理量和連排穩(wěn)定情況下，除氧水硬度升高，磷酸三鈉加藥比未變化爐水中磷酸根會降低。

給水水質(zhì)穩(wěn)定，爐水中磷酸根含量隨磷酸三鈉的加入量的增加或降低接近平行變化。

2 水質(zhì)的危害因數(shù)

2.1 水質(zhì)中存在的雜質(zhì)及其對鍋爐的危害

水質(zhì)的雜質(zhì)除氧、二氧化碳等氣體和懸浮物外，還有溶解固形物。溶解固形物最常見的有8種離子：氯離子（Cl-）、硫酸根離子（SO42-）、碳酸氫根離子（HCO3-）、碳酸根離子（CO32-）、鈉離子（Na+）、鎂離子（Mg2+）、鈣離子（Ca2+）、鉀離子（K+）。

以上雜質(zhì)的水溶液，如果直接用于鍋爐給水，則會直接或間接地對鍋爐造成危害，如：產(chǎn)生水垢與沉渣、給鍋爐管線帶來腐蝕。

2.2 水質(zhì)硬度對鍋爐的危害

水中所含鈣、鎂離子均以不同化合物的形式存在，其的多少，決定水的硬度及水垢性質(zhì)。

水的硬度分為總硬度、碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度等。

碳酸鹽硬度，主要指水中含有碳酸氫鹽：Ca（HCO3）2及Mg（HCO3）2的量，這些碳酸氫鹽遇熱分解為碳酸鈣沉淀及松軟無定形的氫氧化鎂，反應(yīng)式如下：

非碳酸鹽硬度，主要指溶于水中的氯化鎂、氯化鈣、硫酸鎂、硫酸鈣、硅酸鎂、硅酸鈣等，它們遇熱后，即使水溫達(dá)到沸點(diǎn)，也不能生成沉淀。

硬度大的水，易產(chǎn)生水垢，不宜直接作鍋爐用水，必須經(jīng)過軟化后才可使用。

3 新型爐水處理劑技術(shù)路線（DrewphosTM 2600藥劑）

3.1 治理原則

（1）優(yōu)化內(nèi)部的鍋爐水質(zhì)，從而減少排污，為提高爐水濃縮倍數(shù)創(chuàng)造條件，進(jìn)一步降低裝置能耗。并具有瓦解和清除先期已經(jīng)在各種受熱面內(nèi)壁集結(jié)的鹽類垢污的功效。

（2）利用現(xiàn)有的磷酸三鈉加藥系統(tǒng)，實(shí)施加注DrewphosTM2600藥劑，詣在獲得穩(wěn)定提高爐水pH值；防止鍋爐內(nèi)壁的結(jié)垢、腐蝕、爆管；實(shí)現(xiàn)高濃度、低流量排污的多種功效。

3.2 藥劑的原則性機(jī)理

DrewphosTM2600是替換傳統(tǒng)的爐內(nèi)加磷酸三鈉工藝的多功能進(jìn)化藥劑。

首先，本藥劑以低磷配方調(diào)節(jié)爐水的pH值，消除了鍋爐內(nèi)部的磷酸鹽過飽和沉積。

圖3 爐水處理劑爐內(nèi)處理的經(jīng)濟(jì)效益表達(dá)模型

其次，具有抑制爐水表面生成泡沫的功能，溶解鍋爐管道內(nèi)部結(jié)垢物、抑制垢污再生成和控制鐵沉積物生成、防止電位腐蝕等多種功能。

藥劑的爐內(nèi)處理經(jīng)濟(jì)效益表達(dá)模型（見圖3）。

4 兩種藥劑處理對比

4.1 藥劑試用量

試用前磷酸三鈉使用量為每天加注9 kg。

試用爐水處理劑使用量為每天加注50 kg。

4.2 控制指標(biāo)

爐水控制指標(biāo)：pH為9～11；磷酸根為5mg/L～15mg/L。

4.3 數(shù)據(jù)對比

各汽包爐水pH值、磷酸根統(tǒng)計(jì)表（見表1）。

表1 各汽包爐水pH值、磷酸根統(tǒng)計(jì)表

4.4 數(shù)據(jù)對比趨勢圖

由圖可以看出（見圖4）：試用爐水處理劑后各個(gè)汽包爐水pH值較使用磷酸三鈉相比整體控制相對穩(wěn)定，數(shù)值波動幅度較小。且合格率由88%提高至98%。

由圖可以看出（見圖5）：試用爐水處理劑后各個(gè)汽包爐水磷酸根值較使用磷酸三鈉相比整體控制相對穩(wěn)定，數(shù)值波動幅度較小。且合格率由89%提高至100%。

圖4 試用前后各汽包爐水pH指標(biāo)趨勢對比圖

圖5 試用前后各汽包爐水磷酸根指標(biāo)趨勢對比圖

5 結(jié)論

在試用期間，藥劑分別從進(jìn)入鍋爐之前和鍋爐體內(nèi)對體系的洗滌作用表現(xiàn)出來。從沖洗采樣口時(shí)發(fā)現(xiàn)排出的爐水的顏色由加藥前的淡紅色逐漸加深，充分證明藥劑將沉積在爐管表面的垢層剝離和分散下來，溶入到爐水中。隨著藥劑的繼續(xù)使用和排污量的調(diào)整，這部分雜質(zhì)被逐漸排除鍋爐體內(nèi)。

從試用情況分析得出，試用新型爐水處理劑后，各個(gè)汽包爐水pH值、爐水磷酸根數(shù)值都表現(xiàn)平穩(wěn)，無大幅波動現(xiàn)象，且合格率也有所提高；經(jīng)過對比看出，試用爐水處理劑消除了鍋爐內(nèi)部的磷酸鹽過飽和沉積，抑制鍋爐管道內(nèi)部結(jié)垢物的生成，提高了爐水合格率。

Application of the new industrial boiler water treatment agent in Ningxia petrochemical company

LI Jun，YANG Zhi
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

In the FCC unit of refining plant,Ningxia petrochemical company,the analysis data of CO waste heat boiler water fluctuated greatly,and the qualified rate was lower than 90%.After the expedition and exchange,the new treatment agent was tried in the water vapor system of the boiler in order to replace the current use of three sodium phosphate.During the probation period,the water qualified rate improved,the trial achieved the desired effect,and played a certain role in the smooth operation of the refinery catalytic device.

CO waste heat boiler；boiler water；the qualified rate；agent

TQ085.4

A

1673-5285（2017）12-0114-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.12.027

2017－11-21