高壓蒸汽汽包爐水pH值超標(biāo)原因分析及解決措施

李小清

(四川大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，四川 成都 610065)

高壓蒸汽汽包爐水pH值超標(biāo)原因分析及解決措施

李小清

(四川大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，四川 成都 610065)

針對(duì)高壓蒸汽汽包爐水pH值頻繁超標(biāo)的問題分析找出原因,進(jìn)行操作優(yōu)化并對(duì)磷酸鹽加藥泵做出技術(shù)改造，解決問題。

爐水pH值 ；頻繁超標(biāo)； 操作優(yōu)化

1 發(fā)現(xiàn)問題

2012年初，建峰集團(tuán)化肥分公司第二套化肥裝置(簡稱二化)首次高負(fù)荷試運(yùn)行期間，合成氨裝置的高壓蒸汽汽包爐水分析數(shù)據(jù)SC150的pH值超標(biāo)達(dá)63次，其中pH值最高11.24，最低6.62(見表1)。爐水pH值的頻繁超標(biāo)，嚴(yán)重影響了爐水的水質(zhì)，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。

表1 試車期間SC150超標(biāo)數(shù)據(jù)

4月19日，二化再次開車并進(jìn)入正式投入正常運(yùn)行。由于年初短暫試車期間SC150超標(biāo)頻繁數(shù)據(jù)且波動(dòng)極大，經(jīng)過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不斷調(diào)整并加強(qiáng)監(jiān)控，在開車正常后的8個(gè)月中，SC150的pH值超標(biāo)仍然達(dá)到95次。

2 爐水pH值超標(biāo)原因

汽包的爐水pH值超標(biāo)原因有：脫鹽水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，分析不準(zhǔn)確，加藥不合格。

2.1 脫鹽水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)

脫鹽水水質(zhì)的重要指標(biāo)是化學(xué)需氧量(即COD)。COD是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)工業(yè)水系統(tǒng)的危害很大。含有大量的有機(jī)物的水在通過除鹽系統(tǒng)時(shí)會(huì)污染離子交換樹脂，特別容易污染陰離子交換樹脂，使樹脂交換能力降低。容易進(jìn)入鍋爐，使?fàn)t水pH值降低。

汽包中的爐水是由高壓鍋爐給水泵(104J)將除氧器(101U)中的合格高壓鍋爐給水送入，除氧器的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，有可能造成汽包爐水不達(dá)標(biāo)。101U出口通過加氨水控制pH值為8.5～9.2，141D通過加磷酸鹽控制pH值為9～10。當(dāng)磷酸根合格，而且101U出口水分析合格的情況下，脫鹽水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)會(huì)引起爐水pH值不達(dá)標(biāo)。

2.2 分析不準(zhǔn)確

分析不準(zhǔn)確會(huì)造成爐水pH值分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

2.3 加藥不合格

汽包爐水的pH值是通過磷酸鹽泵(108L)注入磷酸鹽來保證的。加藥不合格導(dǎo)致汽包爐水的pH值不合格的可能性較大。加藥不合格的影響因素有：操作原因，加藥系統(tǒng)運(yùn)行工況異常。

2.3.1 操作原因

操作原因包括：108L配藥濃度不標(biāo)準(zhǔn)，108L加藥泵調(diào)整不及時(shí)，汽包液位影響。

2.3.1.1 108L配藥濃度不標(biāo)準(zhǔn)

在2012年年初的試生產(chǎn)過程中，操作員生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)108L磷酸鹽的配制沒有引起足夠的重視，沒有嚴(yán)格按照配藥指標(biāo)進(jìn)行操作，會(huì)造成汽包爐水pH值超標(biāo)。

2.3.1.2 108L加藥泵調(diào)整不及時(shí)

在試生產(chǎn)過程中，操作員對(duì)汽包生產(chǎn)狀況的預(yù)判能力差，對(duì)分析數(shù)據(jù)的敏感性不造成足對(duì)加藥泵的調(diào)整不及時(shí)。僅僅在得到分析數(shù)據(jù)后才做調(diào)整，并且幅度把握不足，導(dǎo)致加藥量不及時(shí)不準(zhǔn)確，引起爐水pH值超標(biāo)。

2.3.1.3 汽包液位影響

汽包爐水pH值的分析取樣點(diǎn)SC150的取水口在汽包連續(xù)排污管線上，汽包連續(xù)排污管線入口位于汽包中部，當(dāng)汽包的液位較高可以淹沒連排管口時(shí)，連排管線可以順利排污，SC150的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。當(dāng)汽包液位較低淹不到連排管口時(shí)，連排管線排不出汽包的水，只能排出蒸汽，蒸汽經(jīng)過取樣器冷卻后反應(yīng)出來的分析數(shù)據(jù)與爐水的真實(shí)數(shù)據(jù)有偏差，會(huì)引起pH值超標(biāo)。

2.3.2 加藥系統(tǒng)運(yùn)行工況異常

加藥系統(tǒng)運(yùn)行工況異常表現(xiàn)為：加藥附屬管線泄漏，加藥泵運(yùn)行不正常。

2.3.2.1 加藥附屬管線泄漏

加藥附屬管線泄漏，磷酸鹽不能足量進(jìn)入汽包，會(huì)造成汽包中爐水pH值低。

2.3.3.2 加藥泵運(yùn)行不正常

根據(jù)長期監(jiān)控加藥泵發(fā)現(xiàn)：磷酸鹽加藥泵運(yùn)行不正常的主要表現(xiàn)方式為打量不穩(wěn)定。2012年5月裝置長時(shí)間運(yùn)行以后，108LJA打量明顯比108LJB更不穩(wěn)定，所有108LJA泵長期備用，主要運(yùn)行JB泵。操作人員反復(fù)反映108LJA/JB常出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：運(yùn)行一段時(shí)間后忽然打不起流量；同樣行程下，有時(shí)沒流量，有時(shí)又忽然加藥太猛。

圖1 單向閥堵塞及銹渣圖

多次檢查兩臺(tái)泵的機(jī)械傳動(dòng)部分、進(jìn)口單向閥和過濾器，均未發(fā)現(xiàn)異常。2012年11月20日聯(lián)系加藥泵生產(chǎn)商技術(shù)人員到現(xiàn)場處理。將去汽包的總管藥液排盡后，對(duì)兩臺(tái)泵進(jìn)出口單向閥、入口過濾器等進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)只有 108LJA出口單向閥有大量銹渣。如圖1。

從單向閥雜質(zhì)成分看，幾乎全部都是鐵銹。因?yàn)檫M(jìn)口過濾器和單向閥很干凈，斷定銹渣來自出口管道。該管道材質(zhì)A106B，易銹蝕。108LJA/JB出口管道垂直落差大，泵流量小，無法像其他泵一樣將雜質(zhì)帶入后端，雜質(zhì)只能在重力和管道擾動(dòng)下落到最低點(diǎn)的泵出口單向閥處，形成卡澀。所以每次最先打不起流量的都是靠總管最近的108LJA泵。

3 解決措施

3.1 加強(qiáng)脫鹽水水質(zhì)監(jiān)控

2012年的8月23日至24日，SC150的pH值然出現(xiàn)8次超標(biāo)，而且低于9.0，但是磷酸根卻都不低。(詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2)?？v觀整個(gè)分析數(shù)據(jù)，磷酸根在10×10-6以上時(shí)，pH值極少會(huì)低于9。經(jīng)過對(duì)脫鹽水水質(zhì)的分析發(fā)現(xiàn)，水中的COD較高。

表2 8月23日SC150與SC151對(duì)比表

對(duì)此，根據(jù)爐水pH值和磷酸根的數(shù)據(jù)，結(jié)合除氧器pH值的對(duì)比，強(qiáng)化了脫鹽水中COD的監(jiān)控，并及時(shí)聯(lián)系相關(guān)單位進(jìn)行調(diào)控。同時(shí)加大分析頻率，保證爐水pH值達(dá)標(biāo)。

3.2 優(yōu)化分析

加大分析取樣器的循環(huán)冷卻水量，減少樣點(diǎn)的水量；同時(shí)加大分析頻率，觀察數(shù)據(jù)變化趨勢等。保證分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 規(guī)范化操作，加強(qiáng)巡檢

3.3.1 規(guī)范化配藥

經(jīng)過試車總結(jié)后，4月份開車對(duì)磷酸鹽配藥嚴(yán)格按照要求實(shí)施：108L配藥前將脫鹽水液位控制到液位計(jì)顯示的最高值，啟動(dòng)攪拌器，然后將3袋(50kg/袋)磷酸三鈉倒入加藥槽，分析108L的磷酸鹽含量，并做詳細(xì)記錄。杜絕磷酸鹽配藥不標(biāo)準(zhǔn)的可能性。

3.3.2 加大磷酸鹽泵巡檢力度

操作員甚至每半小時(shí)巡檢一次加藥系統(tǒng)，并根據(jù)加藥泵的出口打壓(壓力表指針擺動(dòng)情況)自主調(diào)節(jié)加藥泵行程，觀察108L液位下降情況；車間專門制作了相應(yīng)的表格進(jìn)行記錄。同時(shí)對(duì)加藥系統(tǒng)附屬管線巡檢頻率不斷加大，一發(fā)現(xiàn)泄露立即處理。在這種操作模式下，SC150超標(biāo)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的次數(shù)在2012年8月后有明顯下降，8月至12月的四個(gè)月中爐水pH值超標(biāo)為43次。

3.3.3 保證汽包液位穩(wěn)定

經(jīng)詳細(xì)研究汽包設(shè)備結(jié)構(gòu)，自2012年7月起，將汽包液位平穩(wěn)控制65%-75%的較高液位，并與現(xiàn)場液位及時(shí)對(duì)比，杜絕了汽包液位低對(duì)分析數(shù)據(jù)的影響。

3.3.4 優(yōu)化磷酸液泵運(yùn)行

磷酸鹽加藥泵出口單向閥被加藥管道的鐵銹堵塞是導(dǎo)致加藥泵打不起壓是加藥泵運(yùn)行不正常的根本問題。為了徹底解決此問題，利用2013年停車大修期間對(duì)加藥系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，確保加藥系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以保證鍋爐給水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。其具體措施是：

在108LJA/JB出口增加排氣閥便于啟動(dòng)時(shí)排氣，因108LJA/JB 出口球閥內(nèi)漏故改為閘閥，108LJA/JB出口至汽包141D管線增加總閘閥便于檢修時(shí)不泄壓，108LJA/JB出口至汽包141D碳鋼管線改為不銹鋼管線防止銹渣堵塞出口止逆閥導(dǎo)致打壓能力不夠。具體改造位置見圖2：

圖2 108L加藥系統(tǒng)技改圖

4 結(jié)論

通過優(yōu)化操作和磷酸鹽加藥泵技術(shù)改造，可以在線對(duì)108JA/JB進(jìn)行檢修；還可以解決108JA/JB出口止逆閥銹渣堵塞問題；解決108JA/JB打壓不穩(wěn)定導(dǎo)致SC150分析數(shù)據(jù)超標(biāo)問題。保證了汽包的安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免了磷酸鹽的浪費(fèi)。磷酸鹽加藥系統(tǒng)技改實(shí)施后，汽包爐水pH值超標(biāo)現(xiàn)象被杜絕，為裝置的安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行提供了保障。

(本文文獻(xiàn)格式：李小清 .高壓蒸汽汽包爐水pH值超標(biāo)原因分析及解決措施[J].山東化工，2016，45(24)：77-78.)

2016-11-01

李小清(1982—)，工程師，于四川大學(xué)攻讀在職碩士，建峰集團(tuán)化肥運(yùn)行二部運(yùn)行值長。

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