油田注汽锅炉水处理装置经济运行技术研究

油田注汽锅炉水处理装置经济运行技术研究

顾　嵘,杨　彬,郝　军,赵红岩

(新疆油田分公司重油公司,新疆克拉玛依)

摘　要:简要介绍了油田注汽锅炉水处理装置运行现状、存在问题以及解决方法,通过对软化装置和除氧装置工艺进行改造,合理调控运行参数,引进应用了硬度在线监测装置等手段,有效地降低了水处理装置运行成本。

关键词:钠离子交换剂;交换软化;真空脱氧;化学除氧 油田注汽锅炉是随着重油热力开采而迅速发展起来的一种新型工业锅炉,是一种高压直流锅炉。直流锅炉对给水质量要求较高,为使锅炉给水质量达标,保证锅炉安全经济运行,油田注汽锅炉配有专用水处理装置,来进行锅炉给水处理。由于水处理装置部分工艺流程和控制系统方面存在的不足及缺陷,使得锅炉水处理装置在生产合格给水的同时,吨水处理成本偏高,影响了注汽锅炉安全经济运行。经过深入细致的调研和探索,终于成功的解决了油田注汽锅炉水处理装置存在的问题。1　软化装置运行技术研究1.1　软化再生工艺改造研究

当钠离子交换剂失效后,为了恢复其软化能力,必须用Na +再生剂进行再生,油田注汽锅炉水处理

采用的再生剂为食盐(NaCL)溶液。再生是离子交换器使用过程中十分重要的一个环节,再生效果的好坏直接影响软化器出水质量。现场运行中就出现再生时间长、再生剂流量小、再生后效果差、离子交换剂使用时间短、失效快的现象。经开罐检查发现以上情况均是二级交换器内的布盐器堵塞、脱落造成的。原设计二级罐内装有布盐器,布盐器易堵,再生进盐时压力较低(0.2～0.3M Pa ),盐水不能将堵塞物冲开,造成进盐量小,影响进盐、置换。造成一级罐树脂得不到充分还原,使用时间短。为此联合站技术人员通过研究决定改造原再生工艺流程。根据改造方案,对水处理再生工艺流程进行了改造,去除了二级罐内的布盐器,变更了一、二级罐之间盐路连接方式,如图1

所示。

图1　改造后工艺流程

1.2　交换器软化能力提高研究

1.2.1　交换器的周期制水量的调整

正常工作的离子交换器,不论进入去硬度交换器的生水硬度如何变化,其出水(软水)的残留硬度都不受影响。交换剂开始运行时,软水残留硬度较

高,此情况短时间就消失,这种现象是正常软化水量的。然后软水的残留硬度就很小,并保持平稳,直到快失效前残留硬度迅速增高,失效以后的曲线称为(尾部)。性能越好的交换剂,其尾部的失效曲线应越接近于垂直。若失效曲线很倾斜,则说明尾部交换能

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　2007年第5期 内蒙古石油化工

收稿日期:2006-11-12

力还较大,交换剂的置换软化能力未被充分利用。周期制水量设定通常依据以下公式计算值来设定:

Dz =CV /H

式中:Dz ——周期制水量,m 3;

C ——树脂的工作交换容量,m g /L ;

V ——一级罐树脂体积,m 3

;H ——生水总硬度,mg /L 。

1.2.2　运行时的流速调整

运行时的水流速对交换剂的工作交换容量影响很大:如交换剂高度为1.5m 交换器,当运行流速由10m /h 上升至30m /h 时,工作交换容量将降低10%～15%。因此,在产水和再生过程中,应合理地控制流速。

1.2.3　实际再生剂比耗的测算

水处理的经济核算,主要是核算实际的再生剂比耗。一般来说,比耗越低,越经济。但有时也会出现比耗虽然较低,却由于再生不充分,交换剂未得到充分利用,制水周期较短,再生比较频繁,以致自耗水量较大的现象。因此,经济核算应将再生剂比耗与工作交换容量结合起来看,在保持较好的工作交换容量下,尽量降低再生剂比耗。再生剂比耗就是再生剂的实际耗量与再生剂的摩尔质量(理论量)的比值。

1.2.4　再生剂用量

交换剂的再生程度,对其工作交换容量有很大的影响,如经充分再生,可得到最大的工作交换容量。但在现场运行中,为了使交换剂充分再生,而耗

费过多的再生剂,造成了再生剂的浪费,且造成正洗困难,浪费水资源。

1.2.5　引进应用XY -A PA 6000水处理自动硬度连续分析系统

现场运行中,由于种种原因,不能及时掌握交换剂的失效时间,设备提前再生或延时再生的现象常有发生,造成能源浪费和对锅炉本体的伤害。针对此问题,我们在水处理软化装置上引进安装试用了XY -APA 6000水处理自动硬度连续分析系统,该系统就是对水处理装置运行状态进行连续实时监测,及时报警、发出指令让水处理系统转入再生状态。系统将水处理软化器一级罐出口水质硬度报警值设定为8mg /L,二级罐出口水质硬度报警值设定为0.25mg /L 。确保了锅炉给水硬度达标且充分发挥了钠离子交换树脂的交换能力。2　脱氧装置运行技术研究2.1　脱氧塔存在问题分析

针对脱氧塔存在的问题,我们经过多次对脱氧系统进行检查分析,发现问题出在脱氧塔内部,通过对脱氧塔内件反复检查最后得出结论,脱出水不合格的主要原因是由于原头喷设计不合理,不能拆卸,脱氧塔保养时无法将喷头内的杂物排除,运行时间一长,部分脱氧喷头被堵造成除氧喷头喷雾效果差。使得水中溶解氧不能充分溢出除去,除氧效果变差。2.2　脱氧塔改造方案实施

对脱氧塔布水喷头进行了改造,具体改造方案为

:

图2　改造后脱氧塔布水器分布图

(1)为了方便支管拆卸维护保养,改造时将原支管每侧分布23支改为每侧14支,加大了支管间距;

(2)为保证处理水量不变,增加了支管布孔密度,每支支管由原布孔10个增加为24个,且环绕于支管四周,以增加布水能力;

(3)支管连接方式由原焊接改为丝口连接,方便日后维护保养。经改造后,脱氧塔支管分布如图2所示。3　结论

3.1　解决了水处理装置存在的问题,提高了设备的完好率和系统工作的可靠性,确保了设备的正常运行;

3.2　提高了水处理软化装置自动化水平,设备运行处于全程监控状态,减少了运行人员巡回检查次数和采样分析次数,降低了工人劳动强度;

3.3　保证了锅炉给水水质达标,避免了锅炉腐蚀、结垢、燃料耗量增加现象的发生、保证了注蒸汽质量,对油田注汽锅炉安全经济运行具有重大意义。

〔参考文献〕

[1]　郝景泰,于萍,周英.工业锅炉水处理技术,气

象出版社.2000.

[2]　武占.油田注汽锅炉.新疆大学出版社.1996.

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内蒙古石油化工 2007年第5期