淺析催化裂化裝置中壓過熱蒸汽Na+和SiO2的控制

劉利忠（陜西延長石油榆林煉油廠聯(lián)合二車間，陜西 榆林 718500）

淺析催化裂化裝置中壓過熱蒸汽Na+和SiO2的控制

劉利忠（陜西延長石油榆林煉油廠聯(lián)合二車間，陜西 榆林 718500）

本文從汽包液位、磷酸三鈉加注量、除鹽水水質(zhì)、汽包定連排等方面，分析了180×104t/a催化中壓過熱蒸汽Na+和SiO2超標(biāo)的主要原因，并提出解決措施。

中壓過熱蒸汽；汽輪機(jī)；蒸汽品質(zhì)；穩(wěn)定運(yùn)行

榆林煉油廠180×104t/a催化裂化裝置由中國石化洛陽化工工程公司設(shè)計(jì)，于2011年6月22日建成并一次性開車成功。該裝置共有五臺(tái)汽包，分別為兩臺(tái)外取熱汽包、一臺(tái)油漿蒸汽發(fā)生器和兩臺(tái)余鍋汽包。2016年對(duì)余熱鍋爐進(jìn)行煙氣脫硝改造后，現(xiàn)裝置只有兩臺(tái)外取熱汽包和一臺(tái)油漿蒸汽發(fā)生器。兩臺(tái)外取熱器和循環(huán)油漿蒸汽發(fā)生器共產(chǎn)4.22MPa、255℃的中壓飽和蒸汽約200t/h，再經(jīng)煙氣脫硝蒸汽過熱段和蒸汽加熱爐過熱至450℃的中壓過熱蒸汽，作為四機(jī)組和背壓式汽輪機(jī)的熱動(dòng)力。因此，中壓過熱蒸汽品質(zhì)的好壞直接影響著裝置的長周期平穩(wěn)運(yùn)行。

中壓過熱蒸主要控制指標(biāo)為[1]：SiO2≯20ug/kg，Na+≯15ug/ kg。現(xiàn)對(duì)裝置中壓過熱蒸汽歷年運(yùn)行分析如下：

1 汽包液位對(duì)中壓過熱蒸汽鈉含量的影響

正常操作時(shí)，通過連排和定期排污，減少爐水中含鹽、堿以及渣滓懸浮物，蒸汽鈉含量代表爐水中含鹽量。要求汽包液位穩(wěn)定控制在40-60%范圍。根據(jù)歷年操作經(jīng)驗(yàn)，汽包液位控制在46%左右時(shí)，蒸汽品質(zhì)較好。

2 磷酸三鈉加入量對(duì)中壓過熱蒸汽品質(zhì)的影響

汽包爐水加注磷酸三鈉，目的是穩(wěn)定爐水中磷酸根的濃度。若磷酸三鈉加入量太多，一方面增加鍋爐水的含鹽量，使堿度會(huì)上升、鈉含量超標(biāo)；另一方面磷酸三鈉單耗、水耗增加。

3 二氧化硅加入量對(duì)中壓過熱蒸汽品質(zhì)的影響

180×104t/a催化裂化裝置汽包給水是外裝置除鹽水經(jīng)分餾系統(tǒng)換熱后進(jìn)入除氧器進(jìn)行熱力除氧，再經(jīng)煙氣脫硝省煤段升溫至210℃后進(jìn)入三臺(tái)汽包。二氧化硅含量高低直接影響中壓過熱蒸汽中鈉和二氧化硅的濃度。除鹽水中的二氧化硅控制指標(biāo)為≤25mg/l。表1是180×104t/a催化裂化裝置2015年11月、2017年1月正常運(yùn)行時(shí)除鹽水和中壓過熱蒸汽的分析數(shù)據(jù)：

從表1可以看出，2015年11月除鹽水中二氧化硅含量全部不合格，相應(yīng)的2015年11月中壓過熱蒸汽中的鈉和二氧化硅含量頻繁出現(xiàn)不合格；而2017年除鹽水化驗(yàn)分析二氧化硅含量全部合格，并且中壓過熱蒸汽中的鈉和二氧化硅含量全部合格。

4 取樣器的維護(hù)對(duì)中壓過熱蒸汽品質(zhì)的影響

在操作穩(wěn)定運(yùn)行情況下，也會(huì)出現(xiàn)中壓過熱蒸汽中鈉和二氧化硅含量超標(biāo)的現(xiàn)象，這就要考慮汽包水汽取樣器的問題。汽包水汽取樣器雖然為常流態(tài)，但為了節(jié)能降耗控制水量，導(dǎo)致流速變小，，時(shí)間久了易使取樣管壁結(jié)鹽垢，并在鹽垢表面吸附一層絮狀物，其含鈉和二氧化硅量嚴(yán)重超標(biāo)。如2017年3月14日，中壓過熱蒸汽化驗(yàn)分析鈉含量為35.7ug/l,2017年3月31日中壓過熱蒸汽化驗(yàn)分析二氧化硅含量為65.6ug/l。經(jīng)排查操作參數(shù)都沒有大幅度變化，在對(duì)水汽取樣器進(jìn)行長時(shí)間沖洗后，分析鈉和二氧化硅指標(biāo)為9.21 ug/l和0.80 ug/l，全部合格。之后車間規(guī)定每周三由班組對(duì)各水汽取樣器沖洗一次。

5 汽包定、連排量對(duì)中壓過熱蒸汽品質(zhì)的影響

定排的目的是為了排除爐水中的如二氧化硅二氧化鈣等沉淀物，連排對(duì)目的是為了排除爐水中溶解的如鈉離子、磷酸根等可溶鹽。180×104t/a催化裂化裝置油漿汽包和兩臺(tái)外取熱汽包的連排管線分支是在管廊架處合并后由一根管線進(jìn)入連排罐的。兩臺(tái)外取熱汽包平臺(tái)較高，而油漿汽包的平臺(tái)較低，加之油漿汽包壓力略低于兩臺(tái)外取熱汽包，如果將三臺(tái)汽包的連排器壁閘閥全開，就會(huì)造成油漿汽包連排不暢，油漿汽包中壓飽和蒸汽鈉含量超標(biāo)，也就直接影響中壓過熱蒸汽中鈉含量的控制。這就需要對(duì)外取熱汽包連排器壁閥適當(dāng)關(guān)小，使三臺(tái)汽包連排不受干擾，然后由連排罐處連排器壁閥控制連排量的大小[2]。

汽包定排需根據(jù)各汽包中壓飽和蒸汽化驗(yàn)分析二氧化硅含量的多少來控制，對(duì)于中壓飽和蒸汽二氧化硅含量高的汽包可適當(dāng)增大定排頻次，180×104t/a催化裂化裝置各臺(tái)汽包磷酸三鈉雖為單臺(tái)泵加注，但因油漿汽包的平臺(tái)較低，加藥泵行程調(diào)整難度大，加藥量多于兩臺(tái)外取熱汽包，導(dǎo)致油漿汽包生成的水渣較多，從而使得油漿汽包中壓飽和蒸汽二氧化硅含量容易偏高，針對(duì)此種情況，車間目前要求油漿汽包每個(gè)班組排污兩次，而兩臺(tái)外取熱汽包每個(gè)班組排污一次，效果比較明顯。

6 結(jié)語

中壓過熱蒸汽中鈉和二氧化硅含量的超標(biāo)是由多種因素造成的，在出現(xiàn)問題進(jìn)行及時(shí)研判并調(diào)整，確保中壓過熱蒸汽品質(zhì)合格，才能保障裝置的安全平穩(wěn)長周期運(yùn)行。

[1]張鋒等.180萬噸/年催化裂化裝置操作規(guī)程

[2]馬伯文.催化裂化裝置技術(shù)問答(第二版)

表1 除鹽水和中壓過熱蒸汽化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

劉利忠（1985-），男，漢族，陜西府谷人，助理工程師，現(xiàn)任陜西延長石油榆林煉油廠聯(lián)合二車間工藝技術(shù)員，主要從事催化裂化水汽質(zhì)量及煙氣脫硫脫硝方面的管理和技術(shù)研究工作。