合成氨供热锅炉除盐水品质优化改进小结

梅树美

（安徽昊源化工集团有限公司 安徽阜阳 236056）

合成氨供热锅炉除盐水品质优化改进小结

梅树美

（安徽昊源化工集团有限公司 安徽阜阳 236056）

文章介绍了电站锅炉除盐水装置为提升出水品质将“二级制水”改为“三级制水”运行情况，并对运行效果进行了分析。

除盐水 二级制水 三级制水 品质 改进

在化工生产制水工艺中，传统的工艺为单纯的阴、阳离子交换配合的“一级制水”工艺。该工艺生产中存在着制水成本高，酸、碱消耗量大，再生废水污染环境等方面的缺点，同时操作人员劳动强度大，产品水品质不稳。鉴于此，公司除盐水装置改成反渗透水处理工艺，配合混合离子交换器，将制水工艺该为“二级制水”工艺，该工艺将产品水分为一级除盐水（反渗透后淡水）和二级除盐水（精品水），分级外供，淘汰原有高耗能制水工艺。

随着昊源公司生产装置扩大生产能力的提高，锅炉压力级别由3.82MPa提升为9.8MPa，减温形式由面式减温到混合式减温方式，为保证锅炉水汽品质合格，锅炉对入炉炉水品质要求进一步提高，制水品质落后于用水品质的矛盾逐渐突显，出现制约汽轮机和锅炉安全经济长周期连续运行。同时混合离子交换器再生频繁，消耗上升。

为此，公司技术人员针对系统中存在的问题进行讨论、分析，最终形成技术改进方案，将原有“二级制水”工艺改为“三级制水”工艺，决定在反渗透后进混合离子交换器前串联增设阴、阳离字交换器，进一步提高产品水品质，降低消耗。

1 技术优化前除盐水工艺状况

原除盐水工艺为“二级制水”工艺，除盐水装置是反渗透水处理工艺配合混合离子交换器使用，生产的反渗透后淡水和精品水分级外供。该装置在分级使用和电站锅炉补水量小的情况下，基本上能够满足锅炉水汽品质要求，但随着合成氨生产装置扩大，生产能力的提高，蒸汽需求量增大，锅炉补水量增加，并且，新建锅炉压力级别由3.82MPa提升为9.8MPa，减温形式由面式减温到混合式减温方式，这样使得锅炉蒸汽品质降低，含盐量、硅酸根含量增高，锅炉热效率下降，汽轮机结垢速率增加，机组出力下降，汽耗增加效率下降；在实际工艺操作中为改善锅炉汽、水品质锅炉排污量相应加大，造成了大量的热能浪费。

1.1 优化改进前的工艺流程简图

1.2 反渗透产水水质

Na+、K+电导率Ca2+、Mg2+Cl-、SO42-SiO2碱度＜300ppm 0 0.03mmol 320ug 0.1mmol 12us/cm

1.3 混合离子交换器出水水质

Na+、K+Ca2+、Mg2+SiO2碱度电导率pH值＜300ppm 0 Cl-、SO42-0 20-200ug 0.01mmol 0.4-2.0us/cm 6.8

2 技术优化改进方案的制定与实施

2.1 工艺改进方案

由于锅炉给水品质要求的提高，因此需要将原有的工艺系统进行改进，将“二级制水”工艺改为“三级制水”工艺，决定在反渗透后进混合离子交换器前串联增设阴、阳离字交换器。出水品质明显提高，电导率＜0.4us/cm。

2.2 优化改进后的工艺流程简图

2.3 离子交换器选型

技改小组经过对离子交换器的特性及交换流速的详细计算和考虑今后的发展情况以及产品水的特点，决定选用阳离子交换器直径为2.8米，阴离子交换器直径为3.0米。日常两开一备运行。

2.4 产品水品质

Na+、K+Ca2+、Mg2+Cl-、SO42-SiO2碱度电导率pH值＜10ppm 0 0 10ug 0.003mmo l ＜0.4us/cm 6.8

3 优化工艺的创新点及运行情况

该改进方案将原有“二级制水”工艺改为“三级制水”工艺，在反渗透后进混合离子交换器前串联增设阴、阳离字交换器，出水品质明显提高。自装置运行以来，系统运行正常，工艺指标稳定，达到设计要求。

4 效益分析

4.1 直接经济效益

直接节约酸碱：（按年运行330天算）

再生次数阴离子33消耗/次混合离子改前：121改后：8酸：2.4吨/次碱：3.6吨/次阳离子33节约酸：238.2吨碱：367.2吨酸：1.0吨/次碱：1.2 吨/次

节约酸：121×2.4－8×2.4－33×1=238.2吨 单价：680元

节约碱：121×3.6－8×3.6－33×1.2=367.2吨 单价：700元

节约酸碱资金：238.2×680+367.2×700=419016元

节约锅炉排污热损失效益（按年运行330天算）

9.8 4 362 150 13794000改 前35 3 3.82 3 267 80 7034940 150 75项目蒸发量（t/h）排污次数（次/班）压力级别（MPa）每次排污水量（吨）饱和温度（℃）给水温度（℃）排污热能（KJ）节约热能（KJ）吨煤热值（KJ）节煤量（吨/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

年节煤量：2.5×3×330=2475（吨）

节约资金：2475×450=1113750（元）

两项节约资金合计：419016+1113750=1532766元，约为153万元。大约1年可收回全部投资。

4.2 间接经济效益

锅炉炉管结垢率降低热效率提高，汽轮机结垢率降低，汽轮机运行周期延长，发电消耗降低，最高单耗降低0.1Kg/KWh，在后工段生产系统中使用的废热副产蒸汽岗位排污量相应减少，同样创造可观的经济效益。

5 总结

经过计算和综合评价，该项技改经济效益显著，顺应了社会生产节约能源的要求，具有广泛的实用价值。

梅树美，男，1971年10月出生，大学本科学历，高级工程师，1997年7月毕业于烟台大学化学工程专业，同年8月分配到安徽昊源化工集团有限公司工作，现任安徽昊源化工集团有限公司总工办主任，从事科技管理、技术开发等科学技术工作。）