于振清，陳德明，張兆悅

(中國(guó)石化天津分公司烯烴部，天津 300270)

1 問(wèn)題描述

正常情況下，在考慮到3%的設(shè)計(jì)排污量和用于控制蒸汽溫度注入的少量不含磷酸鹽的無(wú)磷水的情況下，裂解爐汽包進(jìn)水量與產(chǎn)汽量應(yīng)基本接近或略高于產(chǎn)汽量，但從運(yùn)行數(shù)據(jù)看，裂解爐進(jìn)水量（21.4 t/h）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)汽量（18.0 t/h），說(shuō)明多余的水通過(guò)非正常途徑進(jìn)行了排放。

2017年7月中旬，6#爐進(jìn)水和產(chǎn)汽量相差2 t/h，8月中旬相差4 t/h。2018年5月，6#爐排污泄漏量不斷增加，進(jìn)水和產(chǎn)汽量差值達(dá)到了14 t/h以上，各臺(tái)裂解爐進(jìn)水與產(chǎn)汽量對(duì)比見(jiàn)表1。在造成鍋爐給水嚴(yán)重浪費(fèi)的同時(shí)，超高壓蒸汽產(chǎn)量也隨之下降，增加了裝置能耗。另外，用水量增加導(dǎo)致鍋爐給水泵出口壓力不斷下降，由15 MPa降至13 MPa，鍋爐給水備用泵因壓力低自啟動(dòng)，嚴(yán)重影響鍋爐給水系統(tǒng)及蒸汽管網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

表1 各臺(tái)裂解爐進(jìn)水與產(chǎn)汽量對(duì)比統(tǒng)計(jì)（2018年6月）

2 泄漏原因分析

2.1 閥門開關(guān)操作不規(guī)范

由圖1可以看出，相同尺寸、壓力等級(jí)的閥門，制造廠家不同，標(biāo)準(zhǔn)不一致，閥門在全部關(guān)閉以后，閥桿裸露的螺紋部分差別較大，會(huì)被誤認(rèn)為沒(méi)有全關(guān)，而使用扳手再次強(qiáng)行關(guān)閉，造成閥座和閥芯過(guò)度接觸，密封面破壞，導(dǎo)致閥門泄漏。

圖1 兩臺(tái)閥門全部關(guān)閉后閥桿外觀對(duì)比

2.2 閥芯、閥座材質(zhì)強(qiáng)度過(guò)低或制造存在缺陷

閥芯、閥座材質(zhì)的選用要符合要求，如高溫、高壓閥門采用合金材質(zhì)，中溫、高壓閥門采用碳鋼，高溫會(huì)導(dǎo)致閥芯強(qiáng)度降低，疲勞度增加，閥芯、閥座抗沖刷磨損能力不夠，發(fā)生內(nèi)漏。

該裝置廢熱鍋爐排污閥閥體材質(zhì)為A216 WCB，閥座材質(zhì)為司太立合金[2]硬化面。司太立合金是一種能耐各種類型磨損和腐蝕以及高溫氧化的硬質(zhì)合金，可用各種焊接工藝噴涂到易損部件的表面。但使用中如果用力過(guò)猛，閥體和閥座過(guò)度咬合，硬化面被破壞，且在密封面上形成溝壑，導(dǎo)致閥門內(nèi)漏。

2.3 檢修過(guò)程中有遺留物存在或閥座密封面不嚴(yán)密

在檢修作業(yè)結(jié)束后，管路中存有遺留物，如焊渣、焊條頭、鋸條等，在閥門開關(guān)使用過(guò)程中，碰巧夾在閥座、閥芯密封面中間，容易產(chǎn)生硬傷、劃痕引起閥門內(nèi)漏。

2.4 閥門開關(guān)頻繁造成沖刷腐蝕

定期排污，閥門開關(guān)頻繁，在高壓差作用下（11.5 MPa直接降為0.1 MPa）沖刷閥門密封面，導(dǎo)致閥門密封面損壞，產(chǎn)生溝痕，造成內(nèi)漏。

3 處理措施

3.1 更換泄漏的閥門

如果采用常規(guī)的對(duì)焊高壓閥門，在排污系統(tǒng)無(wú)法切出的情況下存在較大的施工難度，為此采用了一種新型承插雙桿節(jié)流閥，且改進(jìn)了閥門內(nèi)部密封材質(zhì)，閥體材質(zhì)為A105、閥瓣材質(zhì)為304。304不銹鋼具有良好耐腐蝕性、耐熱性，沖壓、彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象。另外，雙閥桿節(jié)流閥還具有以下特點(diǎn)：

1）便于施工

由于汽包進(jìn)水根部閥內(nèi)漏，施工管線有水，無(wú)法進(jìn)行焊接作業(yè)，因此將原對(duì)焊閥門改為承插焊閥門，施工時(shí)首先打開閥門，管線插入閥內(nèi)，上部焊道進(jìn)行無(wú)水作業(yè)，焊接完畢，關(guān)閉閥門，在無(wú)水情況下進(jìn)行下部焊道施工。

2）節(jié)省空間

由于采用的是雙閥桿節(jié)流閥，在每臺(tái)閥門內(nèi)部又增加一道密封，相當(dāng)于在一臺(tái)閥門的位置安裝了兩臺(tái)閥門，節(jié)省了空間。

3）易于操作

正常情況下，一側(cè)（入口）處于全閉狀態(tài)，另一側(cè)（出口）處于全開狀態(tài)，排放時(shí)，只需打開一側(cè)即可，出現(xiàn)異常時(shí)，兩側(cè)均可關(guān)閉，確保閥門密閉無(wú)泄漏。檢修后裂解爐進(jìn)水與產(chǎn)汽量對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 檢修后裂解爐進(jìn)水與產(chǎn)汽量對(duì)比（2018年11月）

3.2 回收利用排污水

由于鍋爐給水根部閥泄漏，廢熱鍋爐排污系統(tǒng)無(wú)法切出，只能將排污水回收再利用。根據(jù)排污水壓力等級(jí)增加兩級(jí)排污水回收罐，閃蒸出的蒸汽根據(jù)壓力、溫度等級(jí)送入相應(yīng)蒸汽管網(wǎng)，罐底排污水送入動(dòng)力車間處理后循環(huán)再利用。

廢熱鍋爐泄漏的水壓力為11.5 MPa，進(jìn)入到中壓閃蒸罐壓力降為0.9 MPa，罐頂蒸汽進(jìn)入中壓蒸汽管網(wǎng)，底部凝液進(jìn)入低壓閃蒸罐，壓力降為0.3 MPa，低壓罐頂蒸汽進(jìn)入低壓蒸汽管網(wǎng)，底部凝液依靠自身壓力送入凝液回收系統(tǒng)處理后循環(huán)再利用。

1）排污水第一次閃蒸中壓蒸汽產(chǎn)量

中壓閃蒸相關(guān)工藝參數(shù)見(jiàn)表3。由表3可計(jì)算得到閃蒸汽率36.13%，中壓蒸汽量3.6 t/h。

表3 中壓閃蒸工藝參數(shù)

2）排污水第二次閃蒸低壓蒸后產(chǎn)量

低壓閃蒸工藝參數(shù)見(jiàn)表4。由表4可計(jì)算得到二次閃蒸低壓蒸汽汽率為6%，低壓蒸汽量0.44 t/h。用后，液位控制正常，閃蒸出的蒸汽并入到蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)，使得外引蒸汽量減少約4 t/h；另外還可以回收大約6 t/h的凝液水。年運(yùn)行時(shí)間按7 000 h、蒸汽平均價(jià)格按138元/噸計(jì)算，冷凝液價(jià)格按照2元/噸計(jì)算，年經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)約為394.8萬(wàn)元。

表4 低壓閃蒸工藝參數(shù)

4 改造效果

由圖2可以看出，廢熱鍋爐排污水回收系統(tǒng)投

圖2 排污水回收罐投用后蒸汽補(bǔ)入量變化趨勢(shì)

5 結(jié)論

在減少?gòu)U熱鍋爐排污水的同時(shí)，按照蒸汽能量等級(jí)梯級(jí)利用，綜合利用好各種能量，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，乙烯裝置“節(jié)能、降耗、減污、增效”效果顯著；另外新型閥門的使用也為存在類似問(wèn)題的同類裝置提供了借鑒。