降低延遲焦化裝置軟化水消耗

周治宇，伏淑燕

（中國石油蘭州石化公司煉油廠 甘肅 蘭州 730060）

延遲焦化裝置軟化水主要用于裝置熱工系統，如圖1 所示，裝置引入的軟化水經除氧器（D-113）除氧后，由鍋爐給水泵注入汽包（D-103），利用裝置分餾塔循環油和蠟油的余熱，產生1.0 MPa蒸汽，一部分并入系統蒸汽管網，一部分供裝置自身生產使用。

圖1 熱工系統流程圖

裝置鍋爐汽包需定期加入磷酸三鈉鹽，其目的是保持除氧水呈弱堿性，同時除去除氧水中殘存的鈣、鎂等離子[1]。另外，汽包需連續排放（簡稱連排）一定量的除氧水至連續排污擴容器，從蠟油換熱器（ER-101）和循環油換熱器（ER-102）底部也要定期排放（簡稱定排）部分除氧水，目的是為了防止除氧水中的鹽類在容器內沉積、結垢[2]。

1 軟化水耗量大原因分析

1.1 裝置鍋爐連排水量大

裝置熱工系統鍋爐連續排污是為了排出鍋爐中鹽濃度較大的爐水，使爐水含鹽量維持在允許的范圍內，從而減少爐水膨脹、范沫，減少蒸汽的濕度和含鹽量。通過對裝置的監測發現，氣包連排控制手閥開度較大，勢必會造成過多的軟化水浪費消耗。

1.2 裝置定排過于頻繁

裝置熱工系統汽包定期排污是為了排出汽包底部的沉淀物和殘渣，保證汽包不結垢。定期排污量，一般是以間隔多久、每次排多長時間，根據鍋爐的實際情況經過試驗得來的[3]。在運行過程中監測到，裝置每周一、周三、周五，對汽包定排手閥開啟排放，定排次數過于頻繁，造成軟化水消耗浪費嚴重。

2 解決措施

2.1 合理控制汽包連排水量

在運行過程中，需要定期監測爐水磷酸根離子濃度，使其保持控制指標在10～30 mmol∕L 范圍，適當開大或關小連排控制手閥，絕不能一味地保持大開度或小開度狀態。如果連排手閥開度過大，會造成化學藥品磷酸鹽（Na3PO4）的消耗，也會造成軟化水的浪費；如果連排手閥過小，會增加爐水含鹽量，影響蒸汽的品質，還可能造成鍋爐材質堿性腐蝕。因此，根據磷酸根離子濃度，適時控制氣包連排流量，有助于熱工系統的安全運行[4]。

2.2 降低定排頻次，節約能源浪費

通過監測鍋爐爐水水質情況，嚴格控制定排次數。生產中，每10天定期查看鍋爐爐水PO43-濃度趨勢，觀察是否控制在10～30 mmol∕L 指標范圍，有無明顯降低趨勢，確定是否開啟定排閥門，進而排放沉淀物和污垢殘渣。

通過試驗，將定排次數由每周一、周三、周五各排放一次，變更為每10天分析鍋爐爐水PO43-濃度趨勢，開啟定排閥門，排放時間控制在10～30 s，觀察排放水質情況、汽包液位變化等情況，具體數據，見表1。

表1 裝置定排次數、磷酸根離子濃度、軟化水消耗分析表

通過圖2 可以直觀地看出，裝置定排次數變更為10天每次，鍋爐爐水磷酸根離子濃度并未有較大的波動，軟化水消耗有明顯的下降趨勢，分析磷酸根離子濃度，降低定排頻次，可有效減少軟化水的消耗。

圖2 裝置定排次數、磷酸根離子濃度、軟化水消耗關系圖

2.3 工藝流程改造，減少軟化水用量

在工藝參數調節的基礎上，發現裝置蒸汽冷凝水是替代軟化水的優質水源。通過“裝置蒸汽冷凝水部分改入除氧器替代軟化水”的工藝優化改造，如圖3 所示，將裝置乏汽罐（D-115）冷凝水改進除氧水罐（D-113），一方面可減少蒸汽冷凝水外排浪費，另一方面，可大幅度降低軟化水用量，降低軟化水消耗。

圖3 蒸汽冷凝水改進除氧水罐示意圖

3 經濟效益

2020 年8 月1 日，裝置將冷凝水改進除氧器代替軟化水，在其他條件不變的情況下，收集、采集相關數據，詳見表2。

表2 2020年7月、2020年8月軟化水耗量及冷凝水進除氧器量統計表

由表2 可以看出，平均每小時有1.9 t 的冷凝水改進除氧器代替軟化水產汽。蒸汽冷凝水原有流程直接排入焦炭沉淀池，作為冷焦水循環利用，目前改進除氧器代替軟化水，屬于廢水回收利用，不計成本。

軟化水按7.39 元∕t、生產周期按360 天計算，每年可節約的軟化水費用：

1.9×24×360×7.39=121314.24（元）

冷凝水代替軟化水產汽，蒸汽按138.56 元∕t 計算，每年產汽的效益：

1.9×24×360×138.56=2274600.96（元）

總經濟效益：

121314.24+2274600.96=2395915.2（元）

通過對裝置熱工系統運行過程中問題的優化解決，措施可行有效，大幅度降低裝置軟化水的消耗浪費，降本增效，節約能源，為裝置長周期高效運行提供有利保障。