分析锅炉给水含氧量不合格原因及改进

分析锅炉给水含氧量不合格原因及改进

吴晓琴

中国石油化工股份有限公司安庆分公司公用工程部安庆246001

摘要：锅炉软化给水系统存在溶解氧不合格问题，原因是进除氧器的水温低，不能满足除氧的温度要求；除氧器内配件损坏。通过工艺改造以提高除氧器进水温度、采用加固除氧器塔内喷嘴的方法完善除氧设备性能和改造取样器减小分析误差、规范操作以稳定除氧器压力和水位，将锅炉给水溶解氧稳定在30μg/L 左右，除氧合格率提100%，消除了锅炉长周期稳定运行的隐患。

关键词：锅炉水处理除氧器软化水

引言：热工水处理担负着炼厂中、低压锅炉的供水任务。系统内设有软化水除氧、脱盐水除氧和凝结水回收处理三个系列。软化水装置于1977年建成投产，处理量：软化除氧水50t/h。1997年为配合催化掺重改造及利用裂解装置余热，建立了脱盐水站，引入腈纶厂二级脱盐水，经除氧加氨处理。其处理量：100 t/h。同期该装置又将各单位凝结水进行了回收，按品质分级回收处理，其处理量各为：50t/h。配套4台容量为75 t/h的除氧器，其出水作为低、中压余热锅炉给水。

溶解氧是锅炉给水的主要技术指标。给水中的溶解氧大幅度超标或者长期不合格，则会影响锅炉受热面传热效率，加速锅炉管道设备腐蚀及炉前热力系统铁垢的产生，甚至还会发生锅炉爆管等事故，严重威胁机组的安全、经济运行。因此，加强水处理给水除氧工作是确保锅炉安全运行的有力保障。

软化除氧水工艺流程

图1 二级脱盐除氧水工艺流程

水处理给水除氧设备选用：喷雾填料式除氧器。采用的除氧方法主要是热力除氧，即亨利定律：在一定的温度条件下，任何气体在水中的溶解度与该气体的种类,汽水界面的分压力是成正比的. 按照亨利定律,气体在水中的溶解度为，当水中溶解氧压力大于水面上分压力时,氧气就从水中释放出来；当水b=kp/p

中溶解氧压力超过它在水中平衡压力时，则会发生氧气不断向水中溶解现象。

因此，只要将水温加热到相应压力下的饱和温度时，氧气在水中的分压力就会降低，那么它在水中溶解度则为零。水处理除氧器运行工艺指标：温度104℃－106℃，蒸汽压力为0.016 MPa -0.018MPa。

近年来，在节水减排、节能降耗的前提下，该装置对引入的蒸汽进行工艺调整。脱盐水站除氧器引入1.3MPa蒸汽，是由催化余锅中压蒸汽通过减温减压后提供；水处理软化水站引入0.6MPa乏汽，由裂解和1套循环水蒸汽透平提供。由于蒸汽品质的改变，以及工艺和设备等方面的缺陷，软化给水除氧系统运行不正常，除氧器长期在80-100℃情况下运行，造成给水含氧量不合格，最大达到50ug/l,最小为11ug/l。除氧器实际上没有达到最佳使用效果。收集2006-2007

年软化除氧水月报数据。如下图：

图2 2006-2007年软化除氧水含氧量

由表中看出，近几年来除氧器的运行工况不稳定，系统波动导致给水含氧量波动较大，最大值达到了50ug/l，最小值11ug/l 。

一、造成除氧器长期运行不良的原因主要有：

1、除氧器本身存在缺陷。

1.1、除氧塔内喷嘴容易损坏、喷嘴内杂物堵塞

1.2、填料变形，筛盘因螺丝易松动、脱落而倾斜

这些缺陷致使水和汽在除氧器内分布不匀，流动受阻，汽水接触面及接触时间减少，导致除氧效果恶化。

2、加热器损坏

水处理使用的是浮头管壳式换热器，出水温度控制在65-80℃，软化水经过加热器加热后送至除氧器。由于长期运行，换热器结垢、内漏等故障经常发生。在检修或堵漏过程中，必须将其切出系统，造成了进水温度低，由于加热不足，致使除氧头中水、汽混合不均匀，随着外供水量的增大，热在水箱内停留时间很短，从而除氧器的出水含氧量不合格。

3、进水温度低

除氧器的出水工艺指标控制在：温度104-106℃，蒸汽压力为0.016-0.018MPa。2006年以来采用了催化的余热0.6MPa的乏汽代替1.3MPa蒸

汽进行加热。随着外界装置的扩能改造，负荷增大，除氧器运行中负荷波动大，造成除氧器进水温度过低，达不到除氧器内压力的饱和温度，给水中的溶解氧就会增加。当除氧水水温低于60℃时，加热定量进水到相应除氧器压力下的饱和温度所需的蒸汽量就加大，原有的蒸汽量就显得不足，而使除氧器的除氧效果变差；与此同时，由于蒸汽量加大使蒸汽流速增大，破坏了水、汽的均匀加热，也导致了除氧器的效率降低。

4、凝结水含氧量不合格

水处理装置除氧器补水包括凝结水、软化水、工艺回水。因此，凝结水也是给水的主要组成部分，凝结水罐容积为10M3，1997年投用。罐顶配套两台汽水分离器和两台凝结水泵，采用填料密封。

回收凝结水的工艺指标：含油量≤8mg/l，硬度≤10umol/l，电导率5≤us/cm, 回收量≤50t/h ,含氧量≤30ug/l，采用封闭式循环。因各单位的凝结水未经处理就直接输送到水处理凝结水罐，在输送、储存过程中，或由于设备、介质腐蚀泄漏等原因，致使空气等杂质溶入了水体，污染了水质，增加了溶氧。此水经过除油除铁又被送入除氧器，又造成了系统出水含氧量的不合格。

经观察研究，凝结水含氧量不合格的原因：

4.1、凝结水罐水位过高；

4.2、凝结水泵的盘根漏气；

4.3、向凝结水罐补水时补充不均匀，没有充分喷散，造成凝结水含氧量不合格，水中的溶解氧未能解析出来。

为此，我们针对凝结水泵运行中有空气漏入，采用倒换备用泵，更换盘根。维护和调整凝结水罐液位。针对漏点，加强查漏、堵漏工作。然而，经过多方努力，现状改变不大，凝结水溶解氧仍达不到指标。

5、取样器结垢，分析化验含O2量不准确或监督不到位，导致水样氧含量不合格。

6、蒸汽压力不足或压力调节器滞后

除氧器水温的变化对除去水中的氧气和其他气体有直接的关系。热力除氧的必要条件就是要把给水加热到该压力下饱和蒸汽的温度。当除氧器蒸汽压力不足时，则大气中空气会从排气管进入除氧器内，反而大大增加水中的溶解氧；压力调节器滞后使得汽水混合不均匀，其相应的饱和水温就低，达不到压力下饱和蒸汽的温度，不能起到除氧效果。目前除氧器水温基本控制在100－102℃，除氧效果较差。

7、排气门开度不够。

给水经过蒸汽加热至该压力下的饱和温度时，水中的溶解氧气则从除氧头排气门排出，如果气门开得过大，虽能达到除氧效果，但有大量蒸汽随同氧气一起跑掉，造成热量及汽水损失；排气门未开或开度较小，解析出来的气体排不出去，气体的浓度则不断的增加，分压力也随之增加，影响了蒸汽对水的加热，阻止了除氧头上部的除氧作用，使已经除过氧的水中溶解氧量增大。与此同时冬季排气管(有弯管的)内的疏水冻结，引起管道堵塞，气体排不出去等，也会使出水溶解氧不合格。

8、操作人员技术素质差，对设备运行的原理和腐蚀机理不了解，不了解除氧的重要性，不正常的工艺状况不进行及时处理。

二、改造措施

1、完善除氧设备

目前水处理除氧器喷嘴采用：机械旋流式结构；填料为：不锈钢Ω环。由于长期运行，，这些缺陷致使水和汽在除氧器内分布不匀，流动受阻，汽水接触面及接触时间减少，降低了进水的雾化度，导致除氧效果恶化。为此我们针对现场情况，进行了整改。

1.1、填料变形，筛盘因螺丝易松动、脱落而倾斜，

清理并更换了已变形的填料，并将筛盘进行了点焊加固，使除氧器性能得到了完善。

1.2、除氧塔内喷嘴容易损坏或杂物堵塞