DMTO装置提高锅炉给水合格率

＊张森 李泽洋

（延长石油延安能源化工有限责任公司 陕西 727500）

甲醇制烯烃装置是以甲醇为原料，在催化剂作用下，进行放热反应，生成以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃产品。通过锅炉给水吸收再生烧焦、烟气燃烧（主要为CO燃烧）的富余热量来吸收热量，产出4.2MPa，420℃的中压过热蒸汽。MTO热工单元，包括外取热汽包和余热锅炉汽包，产生的中压饱和蒸汽进入到余热锅炉过热段进行过热，产生共计45.7/76t/h（正常/最大）的中压过热蒸汽送入装置中压蒸汽总管。可以给装置内产品压缩机作为驱动力，达到物料平衡，降低能耗的目的。但是锅炉给水在运行过程中，多次出现锅炉给水溶解氧不合格的情况，严重影响设备的安全运行。

1.MTO装置锅炉给水

MTO装置的锅炉给水采用自产的方式，流程如图1所示，自系统来的55.087/92.015t/h除盐水（25℃、0.5MPa）与装置总管来的工艺凝结水（112℃、0.6MPa），在凝结水-除盐水换热器（0500E1301AB）换热至80℃后进入旋膜式除氧器（0500DE1301）。除氧用的蒸汽来自装置内低低压蒸汽（190℃、0.45MPa）。除氧器工作压力0.02MPa，产生104℃除氧水共计57.627/95.875t/h，经过锅炉给水泵加压至6.0MPa，一路送至DMTO、烯烃分离自用，一路46.8/77.5t/h送入省煤段预加热后作为两个汽包产汽用水。

图1 锅炉给水简要流程

2.溶解氧超标

(1)除氧的原理

本装置主要采用物理热力除氧，通过用蒸汽来自装置内低低压蒸汽（190℃、0.45MPa）对除盐水进行加热，将溶解在水中的氧气排至大气中。一次除氧：除氧水经旋膜器呈螺旋状按一定角度喷出，形成水膜裙，并与上部蒸汽接管引进的加热蒸汽进行热交换，可除去水中含氧量的90%-95%左右；二次除氧：水经过水篦子与上升的加热蒸汽接触被加热到接近除氧器工作压力下的饱和温度即低于饱和温度2-3℃，形成二次除氧。

(2)溶解氧指标与危害

①根据GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》要求中压锅炉给水溶解氧≤15μg/L，标准如表1所示。

表1 锅炉给水质量(GB/T 12145-2016)

②氧腐蚀是锅炉系统中最常见又较为严重的腐蚀。氧腐蚀发生的部位是给水管道和省煤段。如果除氧水中的溶解氧含量较高，腐蚀可能延伸到省煤段的中部和尾部，甚至使锅炉的下降管也遭到腐蚀。氧腐蚀的形态一般为溃疡型腐蚀和小孔性局部腐蚀。严重损坏金属构件强度。

(3)装置运行情况

根据本装置除氧器1年的运行数据记录，取10个取样分析数据的平均值作为一个记录点进行统计，如表2所示：

表2 溶解氧数据

由以上表2和图2可以看出，装置在运行过程中，锅炉给水的溶解氧一直处于不合格状态，溶解氧年平均为40.81μg/L，远大于GB/T 12145-2016的要求。

图2 溶解氧图

3.解决措施

(1)增加化学除氧方式

采用化学除氧的方式对装置除氧水进行了化学除氧。本装置通过注入二甲基酮肟（DMKO）除去除氧水中的溶解氧。

主要除氧方式如下：

当确保除氧的前提下，残余量≤40μg/L，DMKO除氧对水汽无任何不良影响，取数据如下：

表3 溶解氧数据

图3

(2)提高除氧器压力

表4 溶解氧数据

对除氧器的水封罐进行改造，由原来的2级水封升级为4级水封，除氧器的操作压力从原来0.02MPa升高为0.042MPa，除氧器的温度由原来的98℃上升至103-104℃，保证了除氧器的温度要求，除氧水中溶解氧基本达到指标要求。

图4

(3)提高进料温度和增加深度除氧

将除氧器底部的蒸汽投用，在保证设备安全的前提下，这样提高了蒸汽的热利用率，对除氧水进行直接加热，不仅降低了能耗，而且通过图5调整流程后，提高了除盐水的进料温度，目前除氧器压力控制0.04MPa左右，除氧器温度也能达到104℃。

图5 提高进料温度

表5 溶解氧数据

图6

4.结论

通过本文提出的解决措施，增加化学除氧的方式能够将锅炉给水中的溶解氧降低，但是未能达到合格指标；提高除氧器的工作压力和增加深度除氧以及提高进料温度等措施后，除氧器明显除氧效果增强，而且溶解氧的合格率比较稳定，能够满足装置生产需求，通过现场数据低低压蒸汽用量从原来的6.45t/h降低到4.56t/h，为企业降低了生产成本，而且有效的避免了氢腐蚀对设备造成的影响。