司钙奇在中石化广东某炼化厂激冷水系统的应用

2020-10-23 20:14:58

中石化广东某炼化厂煤制氢装置的运行一直受水系统结垢问题的制约，该厂煤制氢车间气化炉装置自投产以来，在一个烧嘴周期(2-3 个月)切换后，激冷环压差通常会由 0.1Mpa 左右上升至 0.6Mpa 左右，继续运行至两个烧嘴周期(5-6 个月)，激冷环压差会上升至 0.8Mpa 甚至更高。

煤制氢气化炉的激冷环是通过均布在φ1181 的环面中 36 个φ16 小孔，将约 400m3/h 流量的激冷水分布于激冷水环，经由环隙螺旋状流出至水煤气下降管，形成均匀的水膜，从而冷却高温水煤气，保护下降管并激冷熔渣。因此，激冷环的水膜是气化炉运行的关键控制，一旦环孔堵塞，水膜不均，将严重影响气化炉设备的安全。

由于煤气化激冷工艺的激冷水水质，是高硬度弱碱性水质工况。高浓度的钙镁离子在温度 230°C，极其容易在管线和设备内部产生坚硬的矿物垢层。在烧嘴切换的过程期间，激冷水系统的温度由 230°C降至常温，压力由 6.0Mpa 降为负压。管道内大量垢片冷脆剥落，在第二次开车投炉后，系统的弯头、阀道等多处部位易发生垢片堵塞问题。严重的情况下甚至造成激冷环堵塞、水膜偏流，水量下降，以至于无法满足正常的水流量。最为直接的表征就是激冷环压差。按照运行参数，若激冷环压差超过 1Mpa，激冷水泵将无法满足扬程需求，会造成系统激冷水量不足，必须停炉检修。为了改善此问题，寻求气化装置的稳定运行，车间采取多方面措施尝试解决结垢堵塞问题均未能取得良好收效。

经过该公司领导全方位考察和车间详细技术研讨调研，于 2018 年 9 月 24 日引进了荷兰 Scalewatcher 公司工业电磁除防垢系统。该系统于 2018.10.5 在 1 系列气化炉第一烧嘴周期的激冷水系统投入试运行。2018.12.29 日进入第二烧嘴周期，激冷环压差由 0.12Mpa 上升至 0.23Mpa。相比原来在无电磁除垢系统的 3 系列的第二烧嘴周期 0.65Mpa 的激冷环压差状况，有了非常显著的差异效果。

三系列第二烧嘴周期的激冷水量与激冷环压差

一系列第一烧嘴周期的激冷水量与激冷环压差

一系列第二烧嘴周期的激冷水量与激冷环压差

一系列第一烧嘴周期的激冷水量与激冷环压差

原计划于 2019 年 3 月 25 日进行 1 系列检修而第二烧嘴周期实际运行至 2019 年 4 月 14 日，由于该系列装置运行参数良好，经过主管领导批准决定更换第三只烧嘴，进行第三烧嘴周期运行。1 系列于 4 月 15 日进入第 3 烧嘴周期，此时激冷环压差波动较大，最终稳定在 0.73Mpa 左右，各参数满足继续运行要求。由于公司计划 5 月中旬进行全厂大修，1 系列气化装置于 5 月 13 日结束第三烧嘴周期运行，2 系列和 3 系列也同时停炉检修。

一系列和三系列激冷环压差记录曲线

一系列和三系列激冷水过滤器压差记录曲线

1 系列气化装置自 2018 年 10 月 5 日采用 Scalewatcher 电磁除垢系统以来，经过近 3 个烧嘴周期共计 230 天的运行，效果良好。无电磁防垢系统的 2 系列和 3 系列，只能运行 2 个烧嘴周期。相比于 2 系列和 3 系列，我们认为使用 Scalewatcher 电磁防垢系统的 1 系列具有以下优势:

(1)激冷环压差更低
(2)激冷水过滤器压差更低
(3)本次 1 系列显著延长了装置运行周期 30 天以上，减少了系列检修次数 1次

(4)水系统内的垢质松软极易清洗，缩短了检修清洗时间