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        甲醇汽包的水質(zhì)調(diào)節(jié)

        2015-10-31 10:04:49韓彬李學(xué)飛張文平河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司河北邢臺(tái)054000
        化工管理 2015年3期
        關(guān)鍵詞:金牛水垢汽包

        韓彬 李學(xué)飛 張文平(河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司,河北邢臺(tái)054000)

        甲醇汽包的水質(zhì)調(diào)節(jié)

        韓彬 李學(xué)飛 張文平(河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司,河北邢臺(tái)054000)

        本文介紹了河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司,甲醇生產(chǎn)過(guò)程中合成汽包水質(zhì)調(diào)節(jié)的必要性及具體方法。

        汽包水質(zhì);磷酸鹽;二氧化硅;總堿度

        引言

        在甲醇生產(chǎn)過(guò)程中,汽包是一個(gè)重要的設(shè)備,它是蒸汽發(fā)生器。汽包的主要作用是回收高品質(zhì)的熱能,及時(shí)帶走合成反應(yīng)產(chǎn)生的熱量,使溫度恒定,使反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。汽包在高溫高壓的環(huán)境下極易產(chǎn)生結(jié)垢、氧化腐蝕等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響汽包使用壽命及設(shè)備安全。通過(guò)對(duì)汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)可有效消除或緩解汽包的結(jié)垢和氧化腐蝕,從而提高設(shè)備使用效率,延緩設(shè)備老化,增強(qiáng)了設(shè)備的安全。所以對(duì)汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)十分必要與重要。

        一、汽包的作用

        汽包就是蒸汽發(fā)生器,是德國(guó)低壓法生產(chǎn)甲醇典型設(shè)備,合成氣生產(chǎn)甲醇是放熱反應(yīng),銅系催化劑熱穩(wěn)定性較差,因此,嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度及時(shí)有效地移走反應(yīng)熱是低壓法甲醇合成反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作的關(guān)鍵問(wèn)題.魯奇合成甲醇反應(yīng)器是列管等溫反應(yīng)器,催化劑置于管內(nèi),殼程通來(lái)自汽包的高壓熱水,吸收反應(yīng)熱變成高壓蒸汽,高壓蒸汽可以作為推動(dòng)離心式壓縮機(jī)的動(dòng)力.通過(guò)對(duì)蒸汽壓力的調(diào)節(jié),可以方便地控制反應(yīng)器的溫度.反應(yīng)氣沿管長(zhǎng)方向的溫度幾乎可以保持均勻,高壓熱水溫度僅比反應(yīng)氣溫度低幾度,避免了催化劑溫度過(guò)熱。

        二、汽包的結(jié)垢與腐蝕

        1.汽包水垢的危害

        未經(jīng)處理的水進(jìn)入汽包后,經(jīng)過(guò)反復(fù)的蒸發(fā),濃縮后水中雜質(zhì)的濃度不斷升高,達(dá)到飽和時(shí)就會(huì)產(chǎn)生沉淀。這種沉淀附著在汽包內(nèi)壁形成水垢。水垢形成后導(dǎo)熱性能變差,影響了汽包正常的水循環(huán),嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致爆炸。

        2.水垢的種類和成因

        常見的汽包水垢有鈣鎂水垢和硅酸鹽水垢兩種:

        (1)鈣鎂水垢:

        成因:汽包水溫度較高時(shí)使某些鈣鎂鹽類溶解度下降,汽包水水不斷汽化濃縮,某些鈣鎂鹽類從水中析出,形成鈣鎂水垢。

        (2)硅酸鹽水垢:

        成因:鍋爐給水中鋁,鐵和硅的化合物含量高,是主要原因。

        3.汽包的腐蝕

        汽包經(jīng)過(guò)一段使用后會(huì)在汽包內(nèi)側(cè)金屬表面形成大量的鈣鎂水垢和硅酸鹽水垢。當(dāng)大量水垢形成后,汽包的導(dǎo)熱性能會(huì)變差。金屬內(nèi)壁溫度過(guò)高時(shí),通過(guò)水垢后到達(dá)金屬內(nèi)壁的水大量汽化蒸發(fā)并濃縮,堿度不斷上升。但由于水垢的阻擋作用,水垢下的高堿度水不能充分地交換稀釋,從而導(dǎo)致汽包金屬表面在高堿度水中反應(yīng),不斷地被腐蝕,汽包壁不斷變薄,從而導(dǎo)致汽包的使用壽命大大縮短。

        三、汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)

        針對(duì)汽包的結(jié)垢與腐蝕的不同特點(diǎn)應(yīng)該對(duì)汽包水質(zhì)進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)把汽包水質(zhì)各指標(biāo)控制在一定范圍內(nèi)可有效消除或緩解汽包的結(jié)垢和氧化腐蝕,如表1所示。

        1.汽包磷酸鹽的調(diào)節(jié)

        原理:一定濃度的磷酸鹽溶液在堿性的汽包給水中(PH9—11),可以形成磷酸鹽保護(hù)膜保護(hù)汽包金屬內(nèi)壁不受腐蝕。而且汽包上水中鈣離子與磷酸根發(fā)生反應(yīng)會(huì)形成松軟的水渣可隨著汽包的間排排出不形成堅(jiān)硬的水垢。

        調(diào)節(jié)方法:在生產(chǎn)中用磷酸三鈉配成1——5%的溶液由磷酸鹽水泵打入鍋爐給水泵進(jìn)口,再由鍋爐給水泵打入合成汽包和轉(zhuǎn)化廢鍋。汽包上水中的磷酸根保持在15—5mg/L就能較好的保護(hù)汽包內(nèi)壁不受腐蝕。

        表1

        2.汽包PH的調(diào)節(jié)

        為了有效避免汽包的沉積物酸性腐蝕和堿性腐蝕,應(yīng)該把上水PH控制在9-11的范圍內(nèi)。通過(guò)加入磷酸鹽的量及加入少量的氨水來(lái)控制水質(zhì)在指標(biāo)范圍內(nèi)。

        3.汽包二氧化硅的調(diào)節(jié)

        原理:汽包中除鹽水水質(zhì)不良時(shí)會(huì)引起汽包水質(zhì)二氧化硅超標(biāo)。二氧化硅超標(biāo)會(huì)使汽包出來(lái)的飽和中壓蒸汽不合格,從而使后續(xù)工序使用中壓蒸汽的設(shè)備受到損害。例如,會(huì)在汽輪機(jī)葉片上形成難以清除的硅酸鹽沉淀,降低汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速影響做功,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)振值過(guò)高發(fā)生事故,所以要控制二氧化硅在指標(biāo)范圍內(nèi)。

        控制方法為:一是嚴(yán)把脫鹽水關(guān),使上水合格;二是提高磷酸根含量提高PH值并加大聯(lián)排控制水質(zhì)。

        經(jīng)過(guò)各項(xiàng)的調(diào)節(jié)使各指標(biāo)都在控制范圍內(nèi)如表2所示:

        表2 汽包水質(zhì)分析報(bào)告單JL-ZG-28

        四、結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)可以有效地緩解汽包的結(jié)垢與腐蝕,并能保證所產(chǎn)蒸汽的質(zhì)量有效的保護(hù)汽輪機(jī)的安全。所以汽包水質(zhì)是一個(gè)重要的指標(biāo),平時(shí)要認(rèn)真做好調(diào)節(jié),保證設(shè)備的完好及生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

        [1]GB1576-2008工業(yè)鍋爐水質(zhì).

        韓彬(1983-),男,邢臺(tái)市金牛旭陽(yáng)化工有限公司甲醇車間助理工程師;

        李學(xué)飛(1983-),男,邢臺(tái)市金牛旭陽(yáng)化工有限公司甲醇車間助理工程師;

        張文平(1984-),男,邢臺(tái)市金牛旭陽(yáng)化工有限公司甲醇車間工程師。

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