关于锅炉三大系统的常见问题分析及技术改进措施

关于锅炉三大系统的常见问题分析及技术改进措施

作者：贺腾霄

单位：锦西石化公司碧海公司

摘要：

随着时代的发展，石油生产成为当前社会生产的重要组成部分。而油品储运单元中的锅炉及脱硫脱硝除尘装置是每个大型石油化工企业必有的，如果脱硫脱硝除尘装置或处理系统不能确保长周期运行，会直接影响锅炉的稳定运转，进而影响生产作业。因此，采取有效措施对其进行改进，意义重大。

关键词：镁法脱硫；除尘脱硝；处理；干燥机；煤渣系统

引言：“长周期平稳运行”是碧海公司35t/h锅炉及脱硫脱硝除尘装置需要研究探讨的主要问题，为了将这一问题彻底解决，必须使用科学的改进方式，最终实现长周期平稳运行，为生产保驾护航，这也是是碧海公司锅炉的立足之本。

1 脱硫系统技术改造

氧化镁脱硫技术是一种成熟的脱硫工艺，具备原料来源充足、脱硫效率高、投资费用少、运行费用低等优点。但是氧化镁脱硫技术容易出现管道堵塞、副产物脱水困难、腐蚀等问题，使得运行过程变得不可靠。

针对堵塞问题，我们通常使用以下解决方式：

1、将浆液制备系统分为浆液制备和浆液储备，初步分离原料杂质。

2、对脱硫塔设置搅拌器，防止塔内浆液凝固、板结。

3、对脱硫循环泵等设置过滤器，防止杂质进入管线。

4、严格控制塔内PH值，一般为弱酸性。

以上方式可以在一定程度上控制脱硫系统管道堵塞问题，但无法解决副产物脱水困难。面对这种难题，我们可以对脱硫塔进行“透析”，即脱硫塔外循环工艺。

相对于脱硫技术内循环工艺，脱硫技术外循环工艺可以完美解决管线堵塞问题及副产物脱水问题，且操作简单，极大的降低了员工的工作量，可以作为氧化镁法脱硫技术的上佳改进。

2 水系统升级改造方案

碧海公司原软化水处理系统为阳床，配置三台树脂罐，三台机头处理量为12t/h至15t/h，当一台树脂罐处于失效状态时，另外两台树脂罐最大处理量为30t/h，无法满足锅炉满负荷运转时需要的水量。同时因为缺少过滤设施，软化水处理器机头频繁因水内杂质堵塞等原因出现故障，使得锅炉供水不稳定。罐区回水浑浊，可能含铁、油等杂质，且回水没有除铁、除油设施，由于脱硝系统投用需要锅炉大负荷运行，水量不足时只能使用罐区回水，造成了锅炉水质差的恶性循环。

为保证水质，2023年碧海公司水处理系统更新为膜法，分别配备多介质过滤器，保安过滤器，两级反渗透装置等设施，确保产水电导率（25℃）不超过50us/m。冷凝水配备除油除铁设施，确保水质可靠。

3 干燥机整改方案

碧海公司脱硝系统、除尘系统、两套CEMS共用一台螺杆空压机为其提供压缩空气，其中脱硝系统SNCR喷枪需要螺杆空压机提供雾化风；除尘系统气动旁路阀、提升阀、脉冲阀需要螺杆空压机提供压缩空气；两套CEMS需要螺杆空压机提供压缩空气。原空气压缩机配套使用的干燥机为冷冻式干燥机。

压缩空气中水蒸气的量是由压缩空气的温度决定的，在保持压缩空气压力基本不变的情况下，降低压缩空气的温度可减少压缩空气中的水蒸气含量，而多余的水蒸气会凝结成液体。冷冻式干燥机就是利用这一原理采用制冷技术干燥压缩空气的，即冷冻除湿原理。冷冻式干燥机将来自上游的饱和压缩空气通过与冷媒的热交换冷却到一定的露点温度，凝析出大量的液态水，经气液分离器分离后自动排出机外，从而达到除水干燥的目的。受到其原理的制约，如果冷冻温度太低的话会出现结冰现象，所以其的露点温度通常在2-10℃，而低于2℃的水气将无法冷凝，进入风管。入冬后北方室外温度低于０℃，进入风管的部分水汽遇低温结冰，会堵塞了风管。

在北方气温较低的工况下，冷冻式干燥机并不适用，一般会采用吸咐式干燥机来满足工艺要求。吸咐式干燥机是根据变压吸附的原理，将来自上游的饱和压缩空气在一定的压力下经过与干燥剂的接触，将绝大部分的水份吸附在干燥剂里，干燥空气进入下游工作，从而达到深度干燥的目的。通常其出口的露点温度可以达到-20℃以下，有的甚至可以达到-40℃。

因此，我对现有压缩空气系统提出了以下建议：

1、冷冻式干燥机不适合北方寒冷天气。建议在空气压缩机后配备吸附式干燥机，干燥机处理量要大于螺杆空压机出力量，防止水汽进入压缩空气管线。

2、在压缩空气储罐出口管线可配置保温及电伴热，防止压缩空气达到露点甚至冰点，出现结冰现象。

碧海公司已按照我提出的方案整改完成，冬天再未出现风管结冰现象。

4 煤种更换节能降耗方案、煤场堆煤的最佳方案等

碧海公司曾使用高硫煤，脱硫前硫含量约2000mg/Nm3，每日需要消耗氧化镁1吨左右。为了节约耗量，更换了低硫煤煤种，脱硫前硫含量约800mg/Nm3，每日只需要消耗氧化镁300kg左右。过去每班最多时候需要加药4—5次，更换煤种后每班只需要加药一次左右。此举不但为公司节约了资金，还降低了员工的工作强度。

夏季碧海公司煤场经常发生自燃现象，不但浪费了煤，还污染了环境。煤堆自燃往往需要具备三个主要条件：一是煤质有自燃倾向，二是供氧条件好，三是散热条件差。各种煤质的自燃能力是不同的，有的很容易自燃，如褐煤、长焰煤等；有的不容易自燃，如贫煤、无烟煤等，另外，煤的含硫份和含水分越高，氧化反应速度越快、放热越多，煤越易自燃。煤堆发热是氧化反应，所以煤堆自燃要求煤堆有一定的孔隙率、通风条件好。煤堆的氧化反应放出热量，如果散热条件差，热量积累会提升煤堆温度，煤温度越高氧化反应就越剧烈，两方面相互影响，使得煤堆自燃过程加速。

自然堆积条件下，可以将煤堆分为三层：

1、冷却层：冷却层处于煤堆的表层，约0.5至1.5米厚，该层与空气接触充分，虽然发生氧化反应，但是散热条件好，热量难以积累，所以自燃发生率低。

2、氧化层：氧化层处于冷却层以下，约1至4米厚，有一定供氧量，氧化反应发出的热量难以散热，不断积累升温，反过来促进氧化反应，容易发生自燃。

3、窒息层：窒息层位于氧化层以下，供氧不充足，无法发生自燃。

所以根据以上推断，我重新向锅炉班组提出了要求，堆煤高度不得超过一米五。经过整改后，很大程度上解决了煤自燃的问题。

结束语：通过对碧海公司35t/h锅炉及脱硫脱硝除尘装置进行研究及改进，采取合理的工艺流程，应用现代化管理措施，达到长周期平稳运行的目的。