乙烯装置锅炉给水及裂解炉炉水水质控制优化措施

张昆

（大庆石化公司化工一厂，黑龙江大庆163714）

乙烯装置锅炉给水及裂解炉炉水水质控制优化措施

张昆

（大庆石化公司化工一厂，黑龙江大庆163714）

锅炉给水及裂解炉炉水品质对超高压蒸汽品质起着决定性的作用，因此必需严格控制锅炉给水及炉水pH、溶解氧、磷酸根、钠离子等重要指标，才能保证超高压蒸汽的品质，以确保压缩透平机稳定运行。

锅炉给水；裂解炉炉水；品质；超高压蒸汽

某乙烯装置设计有除氧器，为裂解炉系统提供超高压锅炉给水。原设计锅炉给水系统注入缓蚀剂控制锅炉给水pH值，通过热力除氧及注入除氧剂控制锅炉给水溶解氧；裂解炉汽包通过注入磷酸盐控制炉水pH值和水垢。但是，由于原有流程设计不合理，锅炉给水和炉水指标经常不合格，影响了超高压蒸汽品质。通过控制指标分解，对流程和操作进行优化，确保了超高压蒸汽指标合格。

1 锅炉给水和炉水控制指标

1.1 锅炉给水指标

（1）pH值：为防止锅炉给水系统内金属的氢去极反应引起的腐蚀，防止金属表面的钝化膜遭到腐蚀破坏，通常锅炉给水pH值（25℃）保持在8.8~9.3之间［1］。

（2）溶解氧：锅炉给水中的溶解氧的存在是造成锅炉腐蚀的主要因素。溶解氧会对水系统管线及设备造成氧腐蚀作用，其腐蚀产物会进入锅炉内部，附着或者沉积在管壁内部形成难溶的铁垢，降低传热系数，影响锅炉的传热效果。

（3）其他指标：锅炉给水其他需要控制的指标分别为总铁、铜离子、电导率、二氧化硅、硬度等，总铁、铜离子、电导率代表了系统的腐蚀情况，二氧化硅、硬度代表了杂质含量［2］。

1.2 炉水指标

（1）pH值：炉水中的pH值控制应不低于9，这是因为：①pH值低时，水对锅炉的腐蚀性增强［3］；②炉水中的磷酸根与钙离子的反应，只有在pH值足够高的条件下，才能生成容易排污的水渣；③为了抑制炉水中硅酸盐的水解，减少硅酸在蒸汽中的溶解携带量，pH值应控制得高一些。但是炉水的pH值也不能太高，否则，游离的氢氧化钠较多，容易造成碱性脆蚀［4］。所以炉水pH值一般控制在9~10之间，期望值为9.5~10。

（2）磷酸根：炉水pH值一般通过注入磷酸三钠进行调整，同时磷酸三钠还有2方面作用：①它能够与水中容易结成锅垢的可溶性钙盐、镁盐等起作用，生成不溶性的磷酸钙Ca3（PO4）2、磷酸镁Mg3（PO4）2等沉淀物悬浮于水中；②多余的磷酸三钠还能将已结的锅垢部分变松软而脱落。

（3）电导率：炉水中电导率控制在60 μs/cm以内，用以监控锅炉给水内金属腐蚀情况。

（4）二氧化硅：二氧化硅含量控制在1.5 mg/L以内，监控汽包内杂质含量，日常可以通过汽包间断排污进行调整［5］。

2 运行中存在的问题

2.1 锅炉给水存在的问题

（1）pH值低，铁离子含量高：原设计锅炉给水系统注入缓蚀剂，但是由于投用效果不理想，最终将该流程取消。自2015年1月1日至3月19日（每d做1个样品），锅炉给水pH值始终保持在7.1~8.6之间（均值为7.6），合格率为0%，长时间低于指标值8.8~9.3。

（2）溶解氧不合格：2014年6月27日，除氧器内锅炉给水溶解氧突然出现不合格，经过长时间的摸索与调整，于7月26日调整合格。

2.2 炉水存在的问题

原设计为裂解炉汽包锅炉给水进料线注入磷酸三钠，但由于设计为单泵单缸注入7台裂解炉（正常为6台裂解炉在线），裂解炉产汽量和汽包结垢程度不同，导致裂解炉汽包压力略有不同。日常调整过程中，只能通过各台裂解炉磷酸盐注入阀门限位进行调整，各台裂解炉磷酸盐注入量存在严重偏流现象，导致炉水中pH值、磷酸根和电导率不稳定，磷酸盐注入流程被迫对单台裂解炉进行投用调整。

3 改造及优化措施

3.1 锅炉给水系统改造及优化

3.1.1 锅炉给水系统改造 2015年该装置大检修期间，对除氧器药剂注入流程进行改造，将原除氧剂流程更改为注氨流程，将缓蚀剂流程取消，通过注氨调整锅炉给水pH值。外来的液氨被脱盐水吸收形成10%左右的氨水后，经过氨水泵注入除氧器。经过半年的经验摸索，目前锅炉给水pH值可以稳定控制在8.8~9.3之间。

2016年1月1 日至3月19日，锅炉给水pH值控制在8.8~9.3之间（均值9.0），合格率为100%。

锅炉给水pH值提高后，锅炉给水系统内铁离子含量下降至20 μg/L以内，合格率为100%，锅炉给水及蒸汽系统内腐蚀情况明显好转。

3.1.2 锅炉给水系统检修 2014年6月份锅炉给水溶解氧突然由7 μg/L上升至13 μg/L。经过对除氧器各分支进水进行排查，压缩机透平凝液溶解氧50 μg/L左右，脱盐水150 μg/L左右，不是造成除氧器溶解氧超标的主要原因。通过排查锅炉给水系统内各换热器，均未发现内漏现象。通过逐步将除氧器操作压力提至0.148 MPa，釜温提至127℃，溶解氧呈逐步下降趋势，最终于7月26日检验合格。

2015年该装置大检修期间，对除氧器内部填料进行更换，7月份开工以后，除氧器压力控制0.075 MPa，釜温115℃，锅炉给水溶解氧可以稳定控制在7 μg/L以内。

3.2 炉水药剂系统改造及优化

2015年装置大检修期间，对裂解炉炉水磷酸盐注入流程进行改造，增加3台磷酸盐泵，并对前6台裂解炉分别注入磷酸盐，原有磷酸盐泵注入最后1台裂解炉。同时，将原来磷酸盐溶液注入浓度由50 g/L降低为16.7 g/L，磷酸盐浓度的降低，防止汽包负荷发生大幅变化时，出现磷酸盐暂时消失现象。2016年改造流程投用后，炉水pH值基本可以控制在9~10之间，磷酸根2~10 mg/L之间，有效提升了炉水品质。

4 结束语

流程改造后，锅炉给水、裂解炉炉水品质有了较大提升，超高压蒸汽品质也有了较大改善。下一步该装置将立足于现有在线分析仪表，对控制系统进行改造，实现锅炉给水和裂解炉炉水的pH值自动控制。

［1］姜涛.浅析锅炉水处理存在的要求与技术［J］.中国科技财富，2011（3）：102.

［2］金熙.工业水处理技术问答［M］.北京：化学工业出版社，2010：389-394.

［3］王蕾，赵立明.锅炉给水含铜量超标的原因分析及处理［J］.中国科技博览，2013（32）：412.

［4］吕桂海.裂解炉汽包产汽系统运行分析［J］.河南化工，2011，28（6）：62-63.

［5］朱纪林，王哲.裂解炉超高压蒸汽品质的控制［J］.石油化工技术与经济，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

张昆，男，工程师，2009年毕业于中国石油大学（华东）化学工程与工艺专业，现从事乙烯生产管理工作。