催化装置取热汽包炉水质量控制的影响范文

摘要：本文分析了催化取热汽包炉水质量控制的影响因素，并提出了相应的对策，为同行在解决此类问题时提供了相关的参考。

关键词：汽包；炉水质量；磷酸三钠

催化裂化装置取热系统主要由外取热、余热锅炉和3.5MPa蒸汽汽包组成，中石化洛阳分公司二套催化装置取热系统设置汽包4台，分别为外取热汽包（V1402）、油浆汽包2台（V1403、V1404互为备用）、余热锅炉汽包（V1601），汽包压力3.5MPa，炉水为除盐水送入除氧器进行热力除氧后，经P1506C/D/E升压送入各汽包。随着蒸汽不断产生，炉水不断进行浓缩，为防止汽包结垢（主要是钙镁等）及腐蚀，保证汽包的长周期安全平稳运行，需向炉水内加入一定浓度的磷酸三钠药剂，使随炉水进入汽包的钙镁离子在汽包内形成松散的水渣（碱式磷酸钙），避免形成钙盐水垢（CaSO4、CaSiO3），松散的水渣通过调整“连续排污和定期排污”排出汽包，以控制炉水的“全碱度、电导率、pH值、磷酸盐含量”等四项指标合格，同时应控制排污率0.3~2%之间以防止汽包和炉管结垢。

1炉水中加入磷酸三钠的防垢机理

炉水中加入的磷酸三钠不但能与钙镁离子反应生成水渣，还能在金属表面形成钝化保护膜。其化学反应式如下：3CaCl2+2Na3PO4=Ca3(PO4）2↓+6NaCl3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2↓+3Na2SO43MgCl2+2Na3PO4=Mg3(PO4)2↓+6NaCl3MgSO4+2Na3PO4=Mg3(PO4)2↓+3Na2SO4在沸腾的锅水中，当pH值达到10左右时，磷酸根离子还能与钙离子生成流动性很强的碱式磷酸钙水渣：10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(OH)2(PO4)6↓（碱式磷酸钙）但当炉水中加入过多磷酸三钠时，则易与水中的镁离子生成磷酸镁，会因排污不及时在水流滞缓部位生成二次水垢。当炉水中含有Na2SiO3时，则能生成流动性较强的3MgO•2SiO2•2H2O（蛇纹石）水渣，其化学反应式如下：Mg3(PO4)2+2Na2SiO3+2NaOH+H2O3MgO•2SiO2•2H2O↓+2Na3PO4这是一个可逆反应，故当磷酸三钠浓度增大时，平衡向左侧移动，生成粘性较大的磷酸镁，使汽包结垢趋势变大，因此磷酸三钠不能加入过多。

2炉水各项指标控制意义

炉水需控制“全碱度、电导率、pH值、磷酸盐含量”等四项指标，其中全碱度要求不大于3mmol/L、电导率要求不大于500μs/cm、pH值要求控制在9~11，磷酸盐含量要求5~15mg/L。全碱度：用酸滴定测量炉水中碱的浓度；炉水需要保持适当的碱度，但全碱度过高，会造成管线堵塞、传热效率差、碱性腐蚀，所以控制炉水全碱度不大于3mmol/L。pH值：一般与全碱度相对应，表征炉水中OH-的含量，与磷酸根、Ca离子形成松散的水渣，易通过“连排”排除，pH过高，会造成碱性腐蚀、能源浪费，所以控制pH值9~11。电导率：为电阻的倒数，通常用其表征水的纯洁度，炉水中含盐化合物、含盐杂质越多，导电性能越好，电阻越小，电导率越大，静电腐蚀性将增强，所以炉水电导率要求不大于500μs/cm。磷酸盐含量：指炉水中磷酸根的含量，药剂加的越多，磷酸根含量就越高，该项指标就会上升，为了得到松软的碱式磷酸钙，避免产生钙盐水垢（CaSO4、CaSiO3）等，需要持续向汽包内加入磷酸三钠药剂，控制指标为5~15mg/L，过高，会造成碱性腐蚀、能源浪费等。

3炉水质量不合格的影响因素

1）炉水采样不准确。①采样前未洗涮器皿；②使用了不规范的采样器皿；③加药期间采样。

2）加药操作不符合标准。①药剂配制浓度不符合标准（药剂是否完全溶解）；②药箱有残留药剂溶液未清理；③多台汽包同时加药（各汽包所处高度不同导致加药泵至各汽包的压降不同）。

3）加药人员经验不足，对汽包生产状况的预判能力差，对分析数据不敏感造成对加药量和加药泵调整不准确不及时。

4）加药系统工况异常。①加药泵不上量；②加药管线泄漏。

5）频繁使用“连续排污”调整炉水质量：这对调整的连续性不利，不易掌握调整规律。

6）汽包产汽量和汽包水位的变化。

7）分析数据间隔时间长。

8）分析数据不准确。

4对策

4.1规范操作，加强巡检，增加分析频次

1）采样前洗涮器皿不少于3次；确保采样器皿无污染；在采样前完成加药作业。

2）按比例要求配制药剂；加药前将药箱内残留药剂溶液清理干净；禁止多台汽包同时加药；建立炉水质量调整台账（对调整的连续性有利，同时便于操作人员寻找规律积累经验）。

3）加药专人负责，加药前应对汽包工况变化有所了解，按时采样按时比对分析数据。

4）加强巡检和加药泵的维护，保证加药系统正常。

5）通过摸索将“连续排污”开度控制在一定位置，如磷酸盐超标优先使用“定期排污”调整。

6）平稳汽包产汽量和汽包水位。

7）采样分析由1天1次（8：00）改为1天2次（8：00和15：00），根据分析结果，及时调整。

8）分析人员规范操作，保证数据准确率。

4.2制订加药标准化作业规范

1）日常操作中对单台汽包调整如图1，加药线汽包根部手阀全开。

2）连排总阀全开，连排线阀控制“连排”量，尽量开大，多回收乏汽，节能降耗；

3）采样线阀全开，只作异常切断用，采样阀全开，采样阀控制较小的炉水采样量，减少去含油污水管网的损失量。

4）规定每月1日、11日、21日开大采样阀，冲洗采样管线及冷却器内锈渣及盐类杂质等，随后关小，恢复原采样排放量。

5）PO43-浓度低于5~15mg/L时，启动加药泵加药。

6）炉水含盐杂质由连排控制，连排开大，pH值、全碱度、电导率、磷酸盐含量均下降。一般，若连排开的太小，pH值、全碱度、电导率会持续上升，磷酸盐含量缓慢下降；连排开的太大，pH值、全碱度、电导率、磷酸盐含量均下降，但需要大量补充药剂，药剂消耗加大，能源浪费。

7）若药剂加注过多，炉水指标中磷酸盐含量超过15mg/L，大部分磷酸根下沉至汽包下部，可通过“定排”将该指标降下来，每次30秒。同时制定10天定排一次汽包，以排掉汽包底部锈渣，即每月1日、11日、21日进行排放，每次30秒。

8）排污率应不超过2%，但也不得小于0.3%。排污率计算公式：P=（JDg-0.010）/（JDl-0.0105i-JDg）×100%式中：i—炉水中PO43-浓度，mg/L；JDg—给水浓度，me/L；JDl—炉水碱度，me/L。

9）汽包负荷降至0时，即停止加药，关闭连排、采样阀和冷却水阀。

10）冬季汽包加药完毕后，仍保持药剂泵持续向三个汽包加注除氧水，以便防冻防凝。

5结语

终上所述，汽包炉水中的磷酸盐过低过高均对生产不利，过低起不到防垢的作用，过高容易生成粘性较大的磷酸镁，使汽包结垢的可能性加大，因此炉水质量调整过程中应合理控制磷酸三钠的加入量。本文分析了影响炉水质量控制的主要因素，并提出了相应的对策，对防止汽包结垢保证取热系统长周期运行起到了良好的效果。

参考文献：

[1]徐静.工业锅炉炉水加药处理中磷酸盐加量的探究[J].水处理,29(08).

[2]张晓玮.火电厂炉水加药处理技术探析[J].价值工程,2014(01).

[3]乔金枝.高压汽包炉炉水的加药处理[J].科技创新与应用,2014(23).

作者：孙绍鹏 郭惠娟 李宗杰 单位：中国石油化工股份有限公司洛阳分公司