文/李娜,中國石化勝利油田分公司注汽技術服務中心河口注汽大隊
在油田注汽鍋爐中,一旦給水含氧超標就會在鍋爐受熱面產生氧腐蝕造成爐管變薄,從而縮短了鍋爐壽命,在腐蝕嚴重時,被迫采取停爐措施,就影響了鍋爐的時率,增加了人力、物力消耗費用,注汽成本增加。對于含氧指標高于標準要求的現(xiàn)狀,通過長時間的摸索、創(chuàng)新和實施,確定了解決問題的技術路線和對策思路,尋求降低水質含氧、節(jié)能降耗的新措施和方法。
溫度是影響注汽鍋爐水質含氧高的主要原因。按直流式高壓注汽鍋爐技術規(guī)范,鍋爐給水含氧量小于0.05mg/l,注汽鍋爐配套真空除氧器在常溫(25℃)時產水含氧量為0.12~0.16mg/l,為此需通過添加少量過剩亞硫酸鈉去除水中殘氧,達到鍋爐給水指標;在冬季運行期間,來水水溫平均在4℃左右,而真空除氧器產水含氧量卻高達0.7mg/l以上,需投入更多亞硫酸鈉,又因水溫低,亞硫酸鈉與氧的反應速度減緩,還需加倍添加亞硫酸鈉使產水達標,從而造成運行費用高,爐管易結垢、取樣管線堵死等問題,增加了安全運行的風險。
真空除氧器的應用,確保了注汽鍋爐給水水質的達標,保證了鍋爐安全、經濟、高效運行。真空除氧在實際應用中,除氧達到了預期效果,但因使用現(xiàn)場的復雜性,由于該除氧器對源水水質要求高,存在除氧噴頭易堵塞、除氧效果不好等問題。
2.2.1 真空除氧器噴頭容易堵塞,造成除氧器故障停機,影響除氧效果。
2.2.2 除氧器水循環(huán)使用的冷卻水被吸入除氧器后,是不經過除氧流程的,而冷卻水是與大氣接觸的,其中的含氧量較標準值是偏高的,這就導致除氧器出水含氧也偏高。
2.2.3 對于大排量注汽鍋爐,瞬時流量大,除氧器又是一級除氧,鍋爐給水得不到充分的除氧,所以除氧方式不完善導致除氧器除氧效果一直不甚理想。
通過真空除氧器除氧的水質還帶有一定的殘氧,為了去除這一部分氧氣,現(xiàn)場采用加亞硫酸鈉的方法,可是在使用過程中即使增大加藥量,也很難達到要求。分析發(fā)現(xiàn)主要原因是加入的亞硫酸鈉藥劑不能充分與軟水中的溶解氧反應。
現(xiàn)場使用的檢測含氧的儀器是測氧標準比色管,在使用過程中存在以下問題:一是職工操作不當,容易進空氣,結果有誤差;二是不能準確的檢測出結果,只能通過肉眼觀察含氧的高低;三是操作過程中,玻璃經常扎傷手指。
通過長時間的摸索,創(chuàng)新和實踐,我們確定了解決問題的技術路線和對策思路,尋求降低水質含氧、節(jié)能降耗的新措施和方法。
隨著水溫度的升高,水中的溶解氧量將逐漸降低,注汽鍋爐因燃油霧化及蒸汽伴熱留有低壓蒸汽(壓力1MPA,溫度180℃)接口,因此采用蒸汽換熱的方式提高來水溫度到25℃,使真空除氧器運行在常溫下,達到正常運行效果。采用管殼式蒸汽換熱方案提高冬季來水水溫,使進入真空除氧器的水溫提高到25℃,降低真空除氧器冬季產水含氧量,降低亞硫酸鈉的投入量,達到安全、經濟運行的目的。
3.2.1 改造真空除氧器流程
對于30t的大排量注汽鍋爐,瞬時流量大,而除氧器是一級除氧,鍋爐給水得不到充分的除氧,所以除氧方式不完善導致除氧器除氧效果一直不甚理想。鑒于以上原因,建議改造除氧器流程,在一級除氧后再次進行二次除氧。改造以后除氧器出口含氧量將達到0.05mg/l。
3.2.2 改造除氧器循環(huán)水箱
針對除氧器循環(huán)水箱里的水影響含氧的問題,經過現(xiàn)場試驗,將冷卻水由水箱直接排到水罐,而不是吸入除氧器,經過實踐,能夠降低鍋爐給水的含氧。
亞硫酸鈉藥劑原先的加藥位置在除氧器二級泵入口,經二級泵,通過管線與經除氧器除氧后的軟水混合進入高壓鍋爐,接觸不充分,反應時間短。將加藥位置改在一級泵入口,亞硫酸鈉藥劑由二級除氧噴頭進入脫氧罐,再進入二級泵,這樣藥劑與軟水中的溶解氧充分接觸,并且延長了反應時間,能達到很好的除氧效果。
比色管測溶解氧的方法落后,這就需要去尋求新的方法。通過考察與兄弟單位的溝通,使用了便攜式自動測氧儀,這種測氧儀的精確度打到了0.001mg/l,不但能準確的測出含氧量,現(xiàn)場職工操作起來也比較簡單方便。
在注汽鍋爐中,給水中的溶解氧會對鍋爐爐管造成腐蝕,使爐管變薄,當腐蝕積累到一定程度時將發(fā)生爆管事故,造成人身和財產損失。經過我們對現(xiàn)場水質含氧高的現(xiàn)狀進行分析,找出了對應的措施,如今,注汽大隊各注汽站的鍋爐水質含氧均已下降到0.05 mg/l以下,達到了水質的標準要求,有效的緩解了鍋爐爐管的腐蝕程度。根據(jù)水質含氧下降的幅度和實踐經驗預測,可延長鍋爐使用壽命2-3年,節(jié)約維修資金120萬左右,保證了注汽鍋爐的安全經濟優(yōu)化運行。