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大型合成氨装置废热锅炉炉水pH值降低原因分析及控制措施

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程师． ２ ０ ０ ９年 毕 业 于 华 东 理 工 大 学 化 学 工 程 专 业 。 现 任 中 国石 油 乌
鲁 木 齐石 化 分公 司 化 肥 厂 总 工 程 师 。 联 系 电话 ： ０ ９ ９ １ ～ ｋ ｏ ｎｇ ｃ ｈｗｓ ＠ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｅ ｈ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｍ． ｃ ｎ。
作者简介 ： 孔晨晖 ， 男， １ ９ ６ ９年 出 生 ， 硕士研 究生学历 ， 高 级 工
图 １ 炉 水 系 统 工 艺流 程
２ ０ １ ５年 ３月底 ．乌石 化 二化 肥装 置 停工 ８ 个 月后 恢 复 开工 。在 开工 阶 段 ，发 现较 为异 常 的现 象： 脱盐 水 经过 脱 氧槽 ， ｐ Ｈ值 指 标 正 常 ， 但 到 达 汽 包后 ， 炉水 的 ｐ Ｈ值 分 析 突然 出现 了下 降 ， 最 低 降 至５ ． ８ ５ ． 水质呈恶化趋势 。 炉水 ｐ Ｈ 值 变 化情 况 如
广一 二 ｉ Ｉ Ｉ ｌ 广
』
半 贫液ＭＤ Ｅ Ａ 低温变 换 出 入１ ２ １ 换 热器 口气换 热器
菇
给 水 泵
是 联 氨分 析 异 常 对 工 艺气 换 热 器后 精 制 水 导 淋
取样 ． 做 可燃 气 分 析 ， 未 发现 可 燃 气 。 因此 ， 排 除 工 艺气 换 热器 内漏 的可能 。
游脱盐水用阳离子树脂粉末带入废热锅炉炉水系统所致。 采取相应控制措施 ， 使炉水恢复正常 。 关键词 ： 废 热 锅 炉 炉 水 ｐ Ｈ值 离子 交换 树脂
１ 概 述
图 ２所 示 。
９． ５
中 国石 油乌 鲁 木齐 石 化 分公 司 （ 简称 乌 石 化 ）
二 化 肥 装 置采 用 年 产 ３ ０万 吨 的 布 朗合 成 氨 工 艺 流 程 ．其 废 热 锅炉 使 用 的脱 盐 水来 源于 脱 盐水 制
２ ０ １ ６年 ｌ ２月 第 ３ ９卷 第 ６期
Ｌ ａ ｒ ｇ ｅ Ｓｃ ａ ｌ ｅ Ｎｉ ￣ｏ ｇ ｅ ｎｏ ｕ ｓ Ｆ ｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ Ｉ ｎｄ ｕｓ ｔ ｒ ｙ
缸 儆
ＤＣ Ｃ ． ２ ０ １ ６ Ｖ０ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． ６
大型合成氨装 置废热锅炉炉水 ｐ Ｈ 值 降低 原 因分 析 及 控 制措 施
饱 和 高压蒸 汽
８ ． ５
７・ ５ ６ ５
时 间
图 ２ ４月 １ －２ ７ 日炉 水 ｐ Ｈ 值 变 化 趋 势
２ 炉 水 出现 异 常的检 查 判断
实际运行 中 ． 精 制 水 的压 力 为 ０ ． ５ ＭＰ ａ ． 二 甲
基二 乙醇胺 （ ＭＤ Ｅ Ａ） 侧 压力为 ０ ． ４ＭＰ ａ ． 若 换 热 器
备 装 置 。该 装 置是 将 地 下水 及 工 艺 回 收来 的 冷凝 液 经 过 一 、二 级 离子 交 换树 脂 脱 盐 处理 后 ，达 到 １ ２ ． ５ ＭＰ ａ 废 热 锅 炉所 需 水 质 指标 ．送 至 合 成 氨 装 置 合 成氨 装 置 脱盐 水 经 过工 艺 介 质换 热 后 进 入 脱氧槽 ， 温度 １ ３ ８ ｏ Ｃ， 压力 ０ ． ２ ０ ＭＰ ａ ， 再 由锅炉 给 水 泵 打入 汽 包 ：汽 包 内炉 水 经锅 炉 给 水循 环 泵 强 制 进 行 循环 ．吸 收系 统热 量 产 出 １ ２ ． ５ ＭＰ ａ的高 压 蒸 汽。 在 汽包 内炉 水 温度 达 到 ３ ３ １ ｏ Ｃ， 压力 １ ２ ． ５ ＭＰ ａ 。 炉水 系统 工 艺流 程如 图 １所示
进 入 汽包 以后 发 生 ； ③ 炉水 中硫 酸 根是 造成 ｐ Ｈ 值
注： 为提 高炉水 ｐ Ｈ值 ， 多加氨导 致 Ｐ Ｈ值至上 限 ， 其 控 制 指
通过 对 炉水 水 质异 常 情况 分 析 ．发 现 了一 种
特殊 现 象 ：① 通过 炉水 ｐ Ｈ值 变 化 趋 势 图可 以看 出。 这 段 时期 ｐ Ｈ值 的波 动 幅度 明显 变 大 ： ② 最 为
困惑 不解 的是进 汽 包前 给 水 系统 ．水 质 分析 始 终
未 发 现异 常 ． 炉水 Ｄ Ｈ值下 降及 出现硫 酸根 都是 在
除氧 槽 的加 药 只 是加 入 氨 水 和联 氨 ．是 调 节
给水 和炉 水 ｐ Ｈ 值 的手 段 ． 不会 降低 汽包 中炉水 的 ｐ Ｈ值 ． 数据见表 ｌ 。 因此 ， 排 除除 氧 槽 加 药 对 炉 水
收稿 ｔ ３期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ８ — ０ ９： 收 到 修 改 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ １ － ０ ７ 。
孔晨 晖 ． 张轶 华 。 吴雪 梅
（ 中 国石 油乌 鲁 木 齐 石 化分 公 司 化 肥 厂 ， 新疆乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ １ ９ ）
摘要 ： 针 对 合 成 氨 装 置 开 车 阶段 废 热 锅 炉 炉 水 ｐ Ｈ值 出 现 的 异 常 下 降 问题 ， 经过一系列分 析排查 ， 确 定 是 上
第 ６期
孔晨 晖等 ． 大 型 合 成 氨 装 置废 热 锅 炉 炉 水 ｐ Ｈ值 降低 原 因分 析 及 控 制 措 施
４ ２ １
的影 响 。
表 １ 锅炉给水 ｐ Ｈ 值 数 据
６ ４
丢
８
垂
时 间
图 ３ 炉水硫酸根与 ｐ Ｈ 值 变 化 趋 势
３ 炉水 ｐ Ｈ 值下 降原 因分析
内漏 ． ＭＤ Ｅ Ａ不 会 漏人 精 制 水 中。 对该换热器出 口 取水 样 分 析 ＭＥ Ｄ Ａ含 量 ，未 发 现 ＭＤ Ｅ Ａ成 分 。 若 换 热器 内漏 ．则 工 艺 气 中 的二 氧 化碳 会 进 入精 制 水中 ． 形 成弱 酸 ， 会 造 成 除氧 槽 给 水 和汽 包 炉 水 的 ｐ Ｈ值 同时 降低 ， 而 实 际运 行 中 除氧槽 ｐ Ｈ正常 ， 只

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化工企业锅炉炉水pH异常的原因分析及处理措施

化工企业锅炉炉水pH异常的原因分析及处理措施

总第192期2021年第2期山西化工SHANXI CHEMICAL INDUSTRYTotal192No.2,2021奏题讨谑DOI：10.16525/l4-1109/tq.2021.02.25化工企业锅炉炉水pH异常的原因分析及处理措施孟良9郭文吉（同煤广发化学工业有限公司，山西大同037001）摘要：以某集团公司甲醇项目为例，锅炉补水pH值正常，但炉水pH值偏低，由于其涉及的系统复杂，需根据工艺系统从除盐水系统、锅炉给水系统、冷凝液系统三个方面进行系统分析，分析结果表明，除盐水系统树脂捕捉器存在失效和冷凝液回用系统存在泄漏，致使给水系统树脂和COD两方面问题因素综合影响，导致炉水pH异常。

关键词：炉水；冷凝液；除盐水；蒸汽品质；COD中图分类号.TQ054文献标识码:A文章编号:1004-7050（2021）02-0078-02引言某集团公司甲醇项目采用壳牌气化炉，将煤气化后生产co和氢气，再经过变换、酸脱甲醇洗，利用催化剂将co和氢气在一定温度和压力下生产粗醇，最终利用精懈系统将粗醇提炼为精纯，作为化工原料供烯桂、乙二醴等使用，项目规模为60万t/a,其中，公用系统采用3X130t/h循环流化床锅炉提供蒸汽，除盐水系统采用超滤+反渗透+阳阴混床工艺，产生的废水采用A2/O+生物滤池工艺处理。

为了保证蒸汽品质,避免对系统产生结垢和腐蚀，对驱动汽轮机叶轮造成损伤，必须严格控制水质指标合格,pH正是重要指标之一口尤。

1基本概况该公司生产用水为黄河水，经过PAC.PAM絮凝沉降后，作为除盐水的原水使用，经过超滤、反渗透和阳阴床后，与空分、甲醇各装置产生的冷凝液一起进入混床,再通过除盐水泵加压，经甲醇合成、变换预热后进入除氧器；除氧水经锅炉给水泵加压进入变换再次预热后作为给水进入锅炉省煤器，用于生产高压蒸汽供全厂使用。

该公司自2013年运行以来，锅炉炉水pH值一直控制在&8〜9.3,运行稳定。

影响锅炉炉水pH值的因素及对锅炉的危害热

影响锅炉炉水pH值的因素及对锅炉的危害热

影响锅炉炉水pH值的因素及对锅炉的危害热锅炉是生产蒸汽和热水的设备，锅炉用水的水质对锅炉的安全运行和效率有很大的影响，因此，对锅炉用水的水质及水质管理提出一定的要求，把处理后合格的水用作锅炉给水，使锅炉得以安全经济运行。

而pH值就是一个重要的指标，它的变化直接影响到锅炉设备的安全经济运行。

我国现行的《低压锅炉水质标准(GB1576—2001)》中规定：蒸汽锅炉或热水锅炉采用锅内加药水处理或锅外化学水处理时的水质标准pH(25℃)均为给水大于7，锅水10～12。

在锅炉正常运行条件下，由于锅水不断蒸发浓缩和某些盐类的分解，锅水的pH值比给水高，这时在金属表面就能形成一层致密的Fe3O4保护膜，这对锅炉表面的防腐十分有利，因此规定锅水pH值在10～12之间，保证锅炉安全运行。

但由于各种因素的影响造成锅炉炉水的pH值偏高或偏低，这给锅炉设备的安全运行造成危害，必须加以防范，避免发生事故。

1 锅炉炉水pH值偏低的原因及危害1.1 原因及危害一般锅炉用水使用的是城市管网的供水系统，我国《城市供水水质标准》(CJ/T206—2005)规定pH值为6.5～8.5。

城市供水水质在处理和传送过程受pH值的影响较大，同时，地表水的pH值随着季节的变化和外界污染的影响，也在变化。

二氧化碳是一种易溶于水的气体，天然水特别是地下水中，通常含有一定量的二氧化碳。

在水的软化及降碱过程中，常常会产生游离的二氧化碳，含量一般大于20mg/L。

对于中高压以上的锅炉，为防止给水系统腐蚀，应维持给水的pH值在8.0以上，最好在9.0～9.2。

由于净水工艺的连续性和相关性，以及考虑投资成本，不可能满足各种用水设备的要求。

在进行锅炉补给水的离子交换处理时，水的pH值不会有变化，进入锅炉内的补给水偏酸性。

另外，离子交换树脂的碎片等有机物，进入锅炉后，在炉内高温高压下分解形成无机强酸和低分子有机酸；某些物质随给水带入锅内，它们在锅内分解、降解或水解也会产生酸性物质，使炉水的pH值下降。

影响锅炉炉水pH值的因素

影响锅炉炉水pH值的因素

影响锅炉炉水pH 值的因素锅炉是生产蒸汽和热水的设备，锅炉用水的水质对锅炉的安全运行和效率有很大的影响，因此，对锅炉用水的水质及水质管理提出一定的要求，把处理后合格的水用作锅炉给水，使锅炉得以安全经济运行。

而pH 值就是一个重要的指标，它的变化直接影响到锅炉设备的安全经济运行。

我国现行的《低压锅炉水质标准(GB1576—2001)》中规定：蒸汽锅炉或热水锅炉采用锅加药水处理或锅外化学水处理时的水质标准pH(25℃)均为给水大于7，锅水10～12。

在锅炉正常运行条件下，由于锅水不断蒸发浓缩和某些盐类的分解，锅水的pH 值比给水高，这时在金属表面就能形成一层致密的Fe3O4保护膜，这对锅炉表面的防腐十分有利，因此规定锅水pH 值在10～12 之间，保证锅炉安全运行。

但由于各种因素的影响造成锅炉炉水的pH 值偏高或偏低，这给锅炉设备的安全运行造成危害，必须加以防，避免发生事故。

1 锅炉炉水pH 值偏低的原因及危害1.1 原因及危害一般锅炉用水使用的是城市管网的供水系统，我国《城市供水水质标准》(CJ/T206—2005)规定pH 值为6.5～8.5。

城市供水水质在处理和传送过程受pH 值的影响较大，同时，地表水的pH 值随着季节的变化和外界污染的影响，也在变化。

二氧化碳是一种易溶于水的气体，天然水特别是地下水中，通常含有一定量的二氧化碳。

在水的软化及降碱过程中，常常会产生游离的二氧化碳，含量一般大于 20mg/L 。

对于中高压以上的锅炉，为防止给水系统腐蚀，应维持给水的 pH 值在 8.0 以上，最好在 9.0～9.2。

由于净水工艺的连续性和相关性，以及考虑投资成本，不可能满足各种用水设备的要求。

在进行锅炉补给水的离子交换处理时，水的 pH 值不会有变化，进入锅炉的补给水偏酸性。

另外，离子交换树脂的碎片等有机物，进入锅炉后，在炉高温高压下分解形成无机强酸和低分子有机酸；某些物质随给水带入锅，它们在锅分解、降解或水解也会产生酸性物质，使炉水的 pH 值下降。

工业锅炉水质分析及PH值控制方法

工业锅炉水质分析及PH值控制方法


5、pH值
水中氢离子的负对数。pH=7 表示水呈中性； pH>7呈碱性； pH<7呈酸性。
6、溶解氧
表示单位体积水中的所溶解 的氧气量，单位为mg/L。GB1576 2001标准规定蒸发量≥6t/h的锅炉 必须除氧，且含氧指标≤0.1mg/L。
二、工业锅炉水质分析
水质分析对水质的质量判断 有重要意义，也是分析化学内容 之一。化学分析法是利用被测物 质的某种化学性能， 通过一定的 化学反应来测定的方法。原水中 带有 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、 Al2+、等离子的原水是不能直接使 用的， 它需要有效的软化处理。
工业锅炉水的pH值发生不正常变 化是由于炉水中的有机物质所引 起的。这些有机物有两个来源，
一是原水中的有机物形成了水溶 性胶体，通过离子交换没能去除 掉，通过补给水系统直接进入了 锅炉；
二是一些树脂类高分子有机化合 物（尤其是磺酸型阳树脂）以粉 末状进入锅炉，之后在高温高压 作用下热水解而产生了酸性物质， 导致炉水pH值降低。树脂粉末， 特别是经高温、高压作用下分解 生成硫酸，使炉水pH值降低，由 此产生腐蚀的危害。
而且，铁与 NaOH 会直接反应生成 亚铁酸钠，亚铁酸钠在高 pH 值的 溶液中是可溶性的，腐蚀愈强烈。
所以，pH 值太高时，说明炉水中 有过量的 NaOH 存在，不仅会恶化 蒸汽品质，而且可能使炉水的相 对碱度增高，成为造成苛性脆化 的条件。
三、工业锅炉水的 pH 值 控制
1、工业锅炉水 pH 值降低 的原因
2、pH 值的控制
工业锅炉水的pH过高会直接腐蚀 管道，过低则会形成水垢，同时 也会加速腐蚀，因此，需定期测 量，中和，最好改进水源。