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        優(yōu)化蒸汽鈉離子含量,降低汽輪機(jī)結(jié)垢

        2019-12-12 02:06:40李民舉
        山東化工 2019年22期
        關(guān)鍵詞:重油汽包鈉離子

        江 利,徐 強(qiáng),李民舉

        (江蘇新海石化有限公司,江蘇 連云港 222113)

        江蘇新海石化有限公司現(xiàn)有三臺汽輪機(jī),分別為80萬t/a加氫改制(裂化)裝置型號為BH25/01、100萬t/a延遲焦化車間裝置型號為BH25/01、120萬t/a重油制烯烴裝置BH32/01的汽輪機(jī),公司汽輪機(jī)所用蒸汽主要為重油制烯烴和加氫改制裝置汽包發(fā)汽,不足部分來自外購。自2017年底,三套裝置汽輪機(jī)相繼出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

        針對公司汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)間短、出現(xiàn)結(jié)垢情況,公司從結(jié)垢樣品、加藥情況進(jìn)行分析,主要原因?yàn)檎羝锈c離子含量超標(biāo),通過采取優(yōu)化措施,后期檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)施效果良好。

        1 汽輪機(jī)結(jié)垢情況

        1.1 汽輪機(jī)運(yùn)行周期

        運(yùn)行情況:加氫改制(裂化)裝置2016年12月至2017年12月汽輪機(jī)運(yùn)行一年出現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上結(jié)鹽,被迫停工檢修,拆開檢查葉輪結(jié)白色硬垢;2018年3月延遲焦化裝置大檢修拆開發(fā)現(xiàn)一級葉輪結(jié)垢,二級三級葉輪均有結(jié)垢現(xiàn)象。重油制烯烴裝置汽輪機(jī)運(yùn)行十個月出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥開大轉(zhuǎn)速提高不明顯現(xiàn)象,拆開檢查葉輪結(jié)白色硬垢;焦化車間汽輪機(jī)運(yùn)行半年,轉(zhuǎn)速有達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速情況,拆開檢查葉輪結(jié)白色硬垢。

        1.2 汽輪機(jī)垢樣分析

        通過加氫改制(裂化)和重油制烯烴裝置汽輪機(jī)垢樣送檢分析發(fā)現(xiàn)主要是鈉鹽:NaCl、Na2CO3、NaNO3等鈉鹽,說明汽包水樣Na+、Cl-較高。

        1.3 各裝置汽包加藥情況

        混合油加氫裝置汽包配藥方式:1kg磷酸酸鈉和0.5kg氫氧化鈉加除鹽水溶解混合,配成1m3溶液。

        硫磺車間配藥方式:1.5kg磷酸三鈉和0.5kg氫氧化鈉加除鹽水溶解混合,現(xiàn)場液位計(jì)100cm處,配成1m3溶液。

        加氫改制(裂化)裝置配藥方式:2017年加1桶鍋爐水處理劑,加水至現(xiàn)場液位計(jì)120cm處。

        重油制烯烴裝置配藥方式:0.4kg的磷酸三鈉,加除鹽水溶解混合1m3的加藥罐配滿。

        表2 新海與東明石化(總公司)加藥量情況對比

        1.4 汽輪機(jī)結(jié)垢原因分析

        汽輪機(jī)結(jié)垢原因[1]主要是過熱蒸汽品質(zhì)不良,蒸汽中鈉離子含量超標(biāo)。鈉離子含量高進(jìn)而導(dǎo)致鈉鹽如NaCl、Na2CO3在蒸氣中的含量增加,鈉鹽隨蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)蒸汽室,通過噴嘴導(dǎo)入各調(diào)節(jié)級,當(dāng)蒸汽在通流部分膨脹做功時(shí),參數(shù)降低及汽流方向和流速不斷改變,蒸汽攜帶鹽分的能力逐漸減弱,在減壓部位或流道變更部位被分離出來,沉積在噴嘴、動葉片和進(jìn)汽閥等通流部件表面上,形成鹽垢,造成汽輪機(jī)效率降低,為了保持汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速,就要開大調(diào)節(jié)氣閥,當(dāng)氣閥開至最大仍達(dá)不到合適的轉(zhuǎn)速時(shí),就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速下降現(xiàn)象,進(jìn)而影響到裝置的安全生產(chǎn)。

        2 蒸汽鈉含量高的原因

        2.1 鍋爐內(nèi)汽水分離裝置的影響

        過熱蒸汽的鈉離子超標(biāo), 說明汽包內(nèi)水汽分離裝置故障。經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)重油制烯烴裝置外取熱器汽水分離設(shè)備旋分多處脫落。導(dǎo)致旋液分離器[2]脫落的原因主要有:(1)生產(chǎn)波動。操作不穩(wěn)定使汽水分離裝置負(fù)荷忽大忽小,易導(dǎo)致旋分脫落。(2)超負(fù)荷生產(chǎn)。生產(chǎn)負(fù)荷過大使產(chǎn)汽量超標(biāo),易造成旋分損壞。(3)水質(zhì)控制不好。汽包水質(zhì)鈉離子超標(biāo)進(jìn)而會使蒸汽中鈉含量超標(biāo)。因此鍋爐內(nèi)汽水分離裝置分離器損壞,造成蒸汽鈉含量高的主要原因。

        2.2 除鹽水鈉含量高的影響

        公司凝結(jié)水經(jīng)過除鐵除油后回到除鹽水系統(tǒng)循環(huán)使用,導(dǎo)致除鹽水中鈉離子逐步濃縮,使鈉離子含量升高。因此凝結(jié)水未經(jīng)除鹽循環(huán)利用是蒸汽鈉含量高的主要因素。

        2.3 汽包加藥的影響

        為了控制汽包水水質(zhì),加入NaOH和Na3PO4,造成汽包水鈉離子含量超標(biāo),進(jìn)而使蒸汽中鈉離子超標(biāo)。因此汽包加藥不合理是蒸汽鈉含量高的主要因素。

        2.4 生產(chǎn)操作的影響

        生產(chǎn)操作控制不穩(wěn),汽包發(fā)汽量負(fù)荷忽大忽小,易使蒸汽帶水,進(jìn)而影響蒸汽品質(zhì)。因此汽包升降負(fù)荷變化大是蒸汽鈉含量高的次要因素。

        2.5 汽包水位控制不穩(wěn)

        汽包水位控制過高會使汽包上部空間減小 , 造成汽水分離不好, 易使蒸汽帶水,使蒸汽中鈉離子含量升高。因此汽包液位控制過高是蒸汽鈉含量高的次要因素。

        3 鈉離子含量高的優(yōu)化措施及效果

        3.1 針對鈉離子含量高[3]所采取的優(yōu)化措施

        (1)生產(chǎn)控制平穩(wěn),減少波動,利用停工檢修時(shí)間修復(fù)脫落旋分器,使汽水分離裝置在正常生產(chǎn)中達(dá)到預(yù)期效果。

        (3)各裝置按規(guī)定執(zhí)行汽包定排連排[4],減少汽包水鹽含量;各車間建立排污率臺賬,并進(jìn)行監(jiān)控。

        (4)技術(shù)處加強(qiáng)對各裝置蒸汽質(zhì)量監(jiān)督,考核。

        (5)推進(jìn)動力車間凝結(jié)水精除鹽技改項(xiàng)目實(shí)施。

        (6)各裝置控制汽包發(fā)汽量升降速率,減少蒸汽帶鹽量。

        (7)各裝置汽包水位維持在50%左右穩(wěn)定的范圍內(nèi)。

        (8)每周二次對各裝置凝結(jié)水、外來蒸汽、凝結(jié)水與循環(huán)水換熱器水質(zhì)鈉含量進(jìn)行分析,列入質(zhì)檢計(jì)劃。

        (9)各裝置檢修期間增加凝結(jié)水回動力車間的預(yù)留口,既能裝置之間熱聯(lián)合流程又能送至凝結(jié)水精脫鹽裝置;核實(shí)裝置凝結(jié)水采樣點(diǎn)是否合適,確保采取樣品的準(zhǔn)確性。

        3.2 優(yōu)化后的效果

        3.2.1 鈉離子含量情況

        優(yōu)化前后過熱蒸汽鈉離子含量(優(yōu)化前加氫改制裝置同其它裝置相比鈉離子含量最高,以加氫改制裝置鈉離子含量)對比:

        實(shí)施前:

        圖1 優(yōu)化前鈉離子情況

        實(shí)施后:

        圖2 優(yōu)化后鈉離子情況

        以上數(shù)據(jù)分析可知優(yōu)化實(shí)施后,鈉離子含量降低效果明顯,達(dá)到了實(shí)施目的。

        3.2.2 汽輪機(jī)結(jié)垢情況

        2018年3月(優(yōu)化前)與2019年2月(優(yōu)化后)延遲焦化裝置檢修,拆檢后的汽輪機(jī)結(jié)垢情況對比:

        圖3 2018年3月延遲焦化裝置汽輪機(jī)拆檢情況

        圖4 2019年2月延遲焦化裝置汽輪機(jī)拆檢情況

        經(jīng)拆檢前后現(xiàn)場圖片對比可知,實(shí)施前各裝置汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重;實(shí)施后,焦化汽輪機(jī)拆檢發(fā)現(xiàn)無明顯結(jié)垢現(xiàn)象(重油制烯烴、加氫改制裝置已運(yùn)行一年,暫未檢修,目前運(yùn)行狀態(tài)良好),說明系統(tǒng)水質(zhì)優(yōu)化后,達(dá)到了降低汽輪機(jī)結(jié)垢的目的。

        4 結(jié)束語

        保證各裝置水汽品質(zhì)是汽輪機(jī)能夠長周期運(yùn)行的關(guān)鍵,公司進(jìn)行優(yōu)化操作后,汽輪機(jī)結(jié)垢現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn)。建議后期加強(qiáng)對水質(zhì)的檢測和控制,保證裝置操作平穩(wěn),減少生產(chǎn)波動,避免超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),為裝置長周期運(yùn)行提供有力保障。

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