废热锅炉排污阀泄漏分析与对策

2020-04-08于振清陈德明张兆悦

石油石化绿色低碳 2020年1期

于振清，陈德明，张兆悦

(中国石化天津分公司烯烃部，天津 300270)

1 问题描述

正常情况下，在考虑到3%的设计排污量和用于控制蒸汽温度注入的少量不含磷酸盐的无磷水的情况下，裂解炉汽包进水量与产汽量应基本接近或略高于产汽量，但从运行数据看，裂解炉进水量（21.4 t/h）远远大于产汽量（18.0 t/h），说明多余的水通过非正常途径进行了排放。

2017年7月中旬，6#炉进水和产汽量相差2 t/h，8月中旬相差4 t/h。2018年5月，6#炉排污泄漏量不断增加，进水和产汽量差值达到了14 t/h以上，各台裂解炉进水与产汽量对比见表1。在造成锅炉给水严重浪费的同时，超高压蒸汽产量也随之下降，增加了装置能耗。另外，用水量增加导致锅炉给水泵出口压力不断下降，由15 MPa降至13 MPa，锅炉给水备用泵因压力低自启动，严重影响锅炉给水系统及蒸汽管网的平稳运行。

表1 各台裂解炉进水与产汽量对比统计（2018年6月）

2 泄漏原因分析

2.1 阀门开关操作不规范

由图1可以看出，相同尺寸、压力等级的阀门，制造厂家不同，标准不一致，阀门在全部关闭以后，阀杆裸露的螺纹部分差别较大，会被误认为没有全关，而使用扳手再次强行关闭，造成阀座和阀芯过度接触，密封面破坏，导致阀门泄漏。

图1 两台阀门全部关闭后阀杆外观对比

2.2 阀芯、阀座材质强度过低或制造存在缺陷

阀芯、阀座材质的选用要符合要求，如高温、高压阀门采用合金材质，中温、高压阀门采用碳钢，高温会导致阀芯强度降低，疲劳度增加，阀芯、阀座抗冲刷磨损能力不够，发生内漏。

该装置废热锅炉排污阀阀体材质为A216 WCB，阀座材质为司太立合金[2]硬化面。司太立合金是一种能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金，可用各种焊接工艺喷涂到易损部件的表面。但使用中如果用力过猛，阀体和阀座过度咬合，硬化面被破坏，且在密封面上形成沟壑，导致阀门内漏。

2.3 检修过程中有遗留物存在或阀座密封面不严密

在检修作业结束后，管路中存有遗留物，如焊渣、焊条头、锯条等，在阀门开关使用过程中，碰巧夹在阀座、阀芯密封面中间，容易产生硬伤、划痕引起阀门内漏。

2.4 阀门开关频繁造成冲刷腐蚀

定期排污，阀门开关频繁，在高压差作用下（11.5 MPa直接降为0.1 MPa）冲刷阀门密封面，导致阀门密封面损坏，产生沟痕，造成内漏。

3 处理措施

3.1 更换泄漏的阀门

如果采用常规的对焊高压阀门，在排污系统无法切出的情况下存在较大的施工难度，为此采用了一种新型承插双杆节流阀，且改进了阀门内部密封材质，阀体材质为A105、阀瓣材质为304。304不锈钢具有良好耐腐蚀性、耐热性，冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象。另外，双阀杆节流阀还具有以下特点：

1）便于施工

由于汽包进水根部阀内漏，施工管线有水，无法进行焊接作业，因此将原对焊阀门改为承插焊阀门，施工时首先打开阀门，管线插入阀内，上部焊道进行无水作业，焊接完毕，关闭阀门，在无水情况下进行下部焊道施工。

2）节省空间

由于采用的是双阀杆节流阀，在每台阀门内部又增加一道密封，相当于在一台阀门的位置安装了两台阀门，节省了空间。

3）易于操作

正常情况下，一侧（入口）处于全闭状态，另一侧（出口）处于全开状态，排放时，只需打开一侧即可，出现异常时，两侧均可关闭，确保阀门密闭无泄漏。检修后裂解炉进水与产汽量对比见表2。

表2 检修后裂解炉进水与产汽量对比（2018年11月）

3.2 回收利用排污水

由于锅炉给水根部阀泄漏，废热锅炉排污系统无法切出，只能将排污水回收再利用。根据排污水压力等级增加两级排污水回收罐，闪蒸出的蒸汽根据压力、温度等级送入相应蒸汽管网，罐底排污水送入动力车间处理后循环再利用。

废热锅炉泄漏的水压力为11.5 MPa，进入到中压闪蒸罐压力降为0.9 MPa，罐顶蒸汽进入中压蒸汽管网，底部凝液进入低压闪蒸罐，压力降为0.3 MPa，低压罐顶蒸汽进入低压蒸汽管网，底部凝液依靠自身压力送入凝液回收系统处理后循环再利用。

1）排污水第一次闪蒸中压蒸汽产量

中压闪蒸相关工艺参数见表3。由表3可计算得到闪蒸汽率36.13%，中压蒸汽量3.6 t/h。

表3 中压闪蒸工艺参数

2）排污水第二次闪蒸低压蒸后产量

低压闪蒸工艺参数见表4。由表4可计算得到二次闪蒸低压蒸汽汽率为6%，低压蒸汽量0.44 t/h。用后，液位控制正常，闪蒸出的蒸汽并入到蒸汽管网系统，使得外引蒸汽量减少约4 t/h；另外还可以回收大约6 t/h的凝液水。年运行时间按7 000 h、蒸汽平均价格按138元/吨计算，冷凝液价格按照2元/吨计算，年经济效益合计约为394.8万元。