0 引言
浙江石油化工有限公司为4000万吨/年炼化一体化项目，动力中心是为炼化一体化项目配套服务的热电联产装置，共有十四台超高压煤粉锅炉。
石化行业自备电厂不同于常规电厂，锅炉补水量远高于纯发电机组，且补给水不仅包含清水混床出水、透平凝液，还包含工艺凝液，且工艺凝液占比较大，可达总补给水量的40%左右，因工艺凝液中常携带有机物无法全部除去，进入锅炉后经高温高压分解而对锅炉蒸汽品质造成影响，严重影响锅炉及全厂蒸汽用户的安全、稳定运行，为此我厂通过技改将南、北区工艺凝液分质处置，将其对锅炉的影响尽可能减小，最终问题得以解决。
1 事件过程追溯
早在2020年1月28日，动力一期锅炉汽水指标出现异常，给水、过热蒸汽氢电导持续升高、超标，我部随即分析原因，分别从水质、设备、三剂纯度、锅炉负荷、除氧器出力等方面着手,逐一分析排除。通常情况下引起氢电导超标的原因主要有以下几个方面[1]：
1、水汽中阴离子的影响
2、水汽样品中总有机碳含量的影响
3、水汽样品中的可溶性气体的影响
4、丙酮肟对氢电导率的影响
5、炉前给水加氨量大的影响
针对以上因素我部逐一进行排查，在排除了其它几个因素之后最终确定本次蒸汽氢电导超标主要是由于水汽样品中有机物总有机碳含量的影响。
从数据变化曲线（见图1）可知，给水、蒸汽氢电导随终端过滤器出水TOC的变化而变化，三者变化趋势基本一致。1月12日之前终端过滤器出水TOC一直为0mg/l，此时动力各炉给水、过热蒸汽氢电导均在在0.08-0.1μS/cm之间，处于合格范围内；自1月12日至1月27日终端过滤器出水TOC逐步增大，从0到0.057mg/l，从1月28日起，终端过滤器出水TOC开始超标，从0.551mg/l一度增大到25mg/l，是标准范围的62.5倍，在此期间，给水、蒸汽氢电导也随之增大、超标，一度爆表。此外也出现了炉水pH值偏低的情况，与有机物影响相吻合，因为有机物在高温高压条件下会分解成低分子酸性有机物和二氧化碳，从而引起炉水pH值降低。
图1给水、蒸汽氢电导、终端过滤器出水TOC数据及曲线
在后续的运行中工艺凝液频繁对锅炉水质造成冲击，以2023年为例，2023年1-3月我部汽水指标异常波动共出现7次，因工艺凝液造成的波动6次，占比85.7%。
由以上情况可知，工艺凝液对锅炉水质影响持续时间之长、频率之频繁。
2 有机物对锅炉水质影响原理
[2]水汽样品中总有机碳（TOC）是综合反映水汽中有机物含量的指标。工艺凝液成分复杂，经除油、离子交换有机物未能全部去除，在常温常压状态下无法显现出来，在热力设备高温高压的条件下，会逐渐分解产生低分子有机物（HCOOH、CH3COOH）和二氧化碳，并与水汽中的氨反映生成HCOONH4、CH3COONH4、（NH4）2CO3等。当含有低分子有机物的水汽样品经过氢型强酸阳离子交换树脂时，会发生下述反应:
HCOONH4+RH=RNH4+HCOOH
CH3COONH4+RH=RNH4+CH3COOH
(NH4)2CO3+2RH=2RNH4+H2CO3
水汽样品中总有机碳含量越高，氢电导率越大，同时对热力设备的腐蚀和危害程度也越大。
3 有机物对热力系统的危害
[3]有机物进入热力系统以后,通过高温分解出低分子有机酸 (如甲酸、乙酸等)。因此,表现最突出的就是酸腐蚀问题。
1、在给水系统中,为了保证 pH 在合格范围内,我们采用加氨处理方式。由于给水中的氨具有调节pH 的作用,掩盖了有机酸的存在。但进入炉水系统以后,一部分有机酸被氢氧化钠皂化并形成脂类沉积在汽包或炉管上,另一部分随蒸汽进入热力系统。有机酸被消耗以后, 暴露的问题是过量的氨随蒸汽进入凝汽器,并对凝汽器的铜管产生强烈氨蚀作用。
2、除盐水中的有机物含量较大,不仅是蒸汽品质劣化问题,更严重的是对热力系统产生的破坏作用。如:受热分解后,产物的有机酸会对热力系统的阀门,尤其是对给水减温调节阀门产生腐蚀作用,使其特性降低而无法使用;进入蒸汽中的有机酸还会存留在蒸汽管道的金属裂纹和裂隙中,一旦蒸汽湿度增加,便会发生严重的酸腐蚀;另外,汽轮机的通流部分、给水泵等也会产生有机酸腐蚀。劣化热力系统的水汽循环,最终结果是加剧炉管水垢的沉积,乃至以后爆管事故的发生。
4 采取的措施
针对锅炉水质超标情况，我部竭尽所能，采取连排全开、加强定排、给水pH值低限运行等应对措施，从而加快水质置换，缩短不合格水源对锅炉造成的危害；供水部通过切除TOC较大的工艺凝液，对树脂进行活化、复苏、空气擦洗，树脂到货后进行了部分更换等措施，取得了一定的效果，但无法从根本上解决问题。
为从根源上解决问题，事业部提出南北区炼油、化工工艺凝液分质处理的技改要求，因炼油工艺凝液品质优于化工工艺凝液，且有专门处理工艺凝液中油类物质的除油设备，故而将一、二期炼油工艺凝液引入北区除盐水站进行回收处理（动力中心一、二期锅炉补给水均源于北区除盐水站），将一、二期化工工艺凝液引入南区除盐水站进行回收处理。具体内容为(见图2）。
图2南北区除盐水站炼油、化工工艺凝液分开处理管道走向及阀门位置示意图
该技改于2022年6月开始施工，2023年6月14日正式投入运行，历时1年，投运后经观察，锅炉汽水指标运行稳定、指标正常，截止目前未出现因工艺凝液引起的锅炉水质不合格情况，达到了预期目的。
5 结论
同类型石化行业的自备电厂锅炉常受到工艺凝液中有机物的影响，出现水质超标的情况，想从根本上解决还是要追根溯源将工艺凝液中有机物进行去除，从而保证锅炉水质正常。
参考文献
[1] 魏芳芳，300MW火电厂水汽氢电导率超标的原因及处理方法[J]，科学与财富，2016，（28）
[2] 陈建伟,周臣,刘祥亮,杨圣超,洪新华,华叙清 ，某燃气蒸汽联合循环机组水汽氢电导率超标原因分析及解决措施[J]，燃气轮机技术，2020,33(2):37-38
[3] 刘国树，锅炉补充水中有机物的危害与对策[J]，天津电力技术，2002,（2）：36-36