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非钠类高效锅炉水处理剂的工业应用

2017-07-15 09:12:45本网

  非钠类高效锅炉水处理剂的工业应用张英倪喜明2(1.中国石油辽河石化分公司,辽宁盘锦124022;2.中国石油辽河油田电力集团,辽宁盘锦124022)避免地带来大量含磷废水外排,既浪费了能源,增加了污水排放量,又严重影响了装置稳定运行。某炼厂的催化裂化装置产汽锅炉在应用非钠类水处理剂之前,存在氨水挥发造成除盐水热力除氧时pH值偏低和蒸汽携带Na+导致汽轮机结盐积垢的问题。尝试组合使用WPLT-C105和WPLT-H201两种非钠类锅炉水处理剂,以替代单纯使用磷酸钠药剂。为期3个月的应用期内,WPLT-C105和WPLT-H201分别按15~30mg/L和20~25mg/L比例注入到锅炉水中,共消耗药剂约5.75t;炉水和蒸汽品质稳定,锅炉的总排污率从应用前的7%降低到3%;避免了蒸汽携带Na+导致汽轮机结盐积垢问题,有效控制由CO2引起的腐蚀问题和硅夹带现象;创造效益29.95万元,经济效益良好。

  1前言电力、炼化企业通过产汽锅炉产生不同压力等级的蒸汽驱动汽轮机做功,用于发电或直接提供转动设备所需动力,锅炉的运行状态对企业的经济效益影响较大。对于锅炉而言,控制炉水的pH值是有效的防腐手段。对于汽轮机而言,控制良好的蒸汽品质可以有效避免结盐积垢。通常情况下,一般采用加入磷酸钠(NagPO、六偏磷酸钠等钠系强碱弱酸盐来实现锅炉水pH值的控制由于此类物质的加入,不可避免地带来含磷废水外排和蒸汽Na+超标引起的汽轮机结盐积垢问题。

  某炼厂的催化裂化装置中包含了一套余热兼动力的锅炉。该锅炉除自产75t/h的3.8MPa过热蒸汽外,同时还产5t/h中压饱和蒸汽(3.8MPa),并预热催化装置外取热器、油浆蒸汽发生器等产汽设备25t/h的除氧水。在应用非钠类水处理剂之前,装置存在两个问题:一是除盐水在经热力除氧时,为调控pH值而加入的氨水在热作用下挥发,造成炉水pH值偏低;二是锅炉采用直接向过热蒸汽中喷入中压饱和除氧水的面式喷淋式减温器来控制过热蒸汽的温度,使用Na3PO4调控炉水pH值带入的Na+随除氧水喷入蒸汽而被携带进入汽轮机中,导致机组结盐(见表1),汽轮机曾一度因结盐而导致停机。

  表1汽轮机叶片所结垢样分析项目含量,%实验方法X-射线荧光法硝酸银滴定法(GB磷钼酸铵比色法钼蓝比色法(GB/T上述的两个问题形成一组矛盾:为提高pH值需加入更多的Na3PO4,这又势必加剧汽轮机结盐速率,装置不得不采取加大排污来应对,造成锅炉排污率高达7%,既浪费了能源,又增加了污水排放量。为解决这一矛盾,组合使用了非钠类锅炉水处理剂WPLT-C105和WPLT-H201,以期稳定调控炉:张英,高级工程师,1997年毕业于大庆石油学院石油化工系石油加工专业,目前主要从事石油炼制的科研与生产管理工作,曾参与的“重油催化裂化反应系统高效进料装备技术的开发与工业应用”项目获2010年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖和教育部科技成果一等奖。

  实验组10组锅炉水pH值分析结果应用;11应用后水pH值和蒸汽品质。

  2非钠类锅炉水处理剂的工业应用过程WPLT-C105和WPLT-H201分别为液体型除氧钝化剂和缓蚀阻垢剂。其中,WPLT-H201含有全有机聚合物和高效分散剂。二者组合使用,有助于控制凝汽器系统中由C02引起的腐蚀问题,有效防止结垢、腐蚀问题的产生;对硅有良好的增溶性能,防止硅夹带现象,减少聚合硅的产生;可以稳定锅炉水pH值,消除使用常规钠系磷酸盐药剂带来的负面影响;保持锅炉内部清洁,提高传热效率,对锅炉金属有钝化效果。

  止,应用过程为期3个月(90d)。准备WPLT-C105和WPLT-H201各3t,至试验结束时,共消耗药剂约5.75t.两种药剂利用Na3P4加注系统调配加注。以单位水量为基准,WPLT-C105按15~30mg/L比例注入到锅炉给水泵入口;WPLT-H201按20~25mg/L比例注入到泵出口;然后,两种药剂在管道内混合,进入各个产汽汽包。

  3应用效果评价3.1炉水pH值调控性能评价应用水处理剂前后,锅炉水pH值的分析频次均为每周一次。考虑到应用初期炉水置换需要一定的时间,对扣除置换期后的10组锅炉水pH值分析结果和应用前pH值分析结果进行了比较(见)。从可以看出,应用非钠类锅炉水处理剂可以有效提高炉水pH值,其平均值从应用前的7.31提高到细3.2蒸汽品质调控性能评价表2列出了非钠类锅炉水处理剂应用前后10周内蒸汽Na+、SiO含量的周平均值。从表2可以明显看出:①在应用锅炉水处理剂之前,锅炉所产蒸汽品质较差,Na+含量平均74.27pg/g,Si02含量平均79.00pg/g,远高于不大于15pg/g和不大于20pg/g的控制指标;②应用非钠类锅炉水处理剂后,蒸汽品质得到极大改善,Na+和Si02含量均值分别仅为4.35pg/g和15.20pg/g,均值降幅分别约94.14%和80.76%.表2蒸汽品质分析g/g项目应用前应用后第1周第2周第3周第4周第5周第6周第7周第8周第9周第10周平均值3.3经济效益评价应用非钠类锅炉水处理剂后,锅炉排污频率由每2h―次延长到每8h―次(每次持续时间30s),锅炉的总排污率从应用前的7%降低到3%.247°C的饱和水的焓值为1074.3k/kg,3.82MPa、247°C的饱和蒸汽焓值为2801.6k/kg,二者热量折算系数为0.383,减排水量等量转化为蒸汽;蒸汽单价为145元/t,除氧水单价为17元/t;锅炉给水量按100t/h,以3个月应用期(2160h)计算,则经济效益为:节省磷酸钠药剂费用为0.6万元;消耗非钠水处理药剂5.75t,总价27.7万元;元)。

  4结论钠类锅炉水处理剂,在调控炉水和蒸汽品质方面要优于单纯使用磷酸钠药剂,质量控制更为平稳;可以有效降低装置排污率,经济效益良好;由于不含Na+,可以避免汽轮机结盐积垢问题于彤,李延民,李宇新,等。无公害的高分子聚合物替代磷酸盐作锅炉水处理剂的研究。应用能源技术,2000,64(4):38-39.

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