【正文】 當(dāng)嚴(yán)重缺水時，如處理不當(dāng)，倉促加水會因驟冷產(chǎn)生溫度應(yīng)力造成破壞事故，或因大量水汽化，使壓力過高產(chǎn)生事故。 %100??? ??? A 式中：ρ――排污率； α－－給水含鹽量， mg/l； A――爐水含鹽量． mg /l 281．為什么蒸汽發(fā)生器操作中必須嚴(yán)格控制汽包液位？影響汽包液面的因素有哪 30 些？ 汽包中的液面位置是經(jīng) 過嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計確定，考慮了正常操作和安全需要，并有壓力控制、液位調(diào)節(jié)、液位指示等自動控制加以保證。 （ 2）定期排污又稱底部排污，主要是排出蒸汽發(fā)生器內(nèi)泥垢等沉淀物，排污時間不宜過長 ，一般在 30~60 秒，每班一次，視水質(zhì)分析結(jié)果而定。這種方式連續(xù)不斷地排出濃度最大的爐水，以降低爐水表面堿度、氯根、鈉鹽和懸浮物等，防止汽水共騰發(fā)生及爐水對汽包壁腐蝕。 280．蒸汽發(fā)生器操作中為什么要進(jìn)行排污？如何確定排污水量 大?。? 蒸汽發(fā)生器給水含有一定的鹽分，隨著水不斷地蒸發(fā)，殘留下來的雜質(zhì)污物越來越多，為保持爐水質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，必須排出一部分含鹽濃度高的爐水。選擇何種水處理方法應(yīng)根據(jù)設(shè)備條件、對蒸汽品質(zhì)要求、系統(tǒng)工況、．水質(zhì)情況，因地制宜合理選擇，如果水質(zhì)較好，又經(jīng)過爐外處理，爐水分析能合格的不一定必須加藥，但必須定期進(jìn)行爐水分析。通常蒸汽發(fā)生器給水均與工廠鍋爐處理流程相聯(lián)，不再單獨設(shè)置水處理。具體控制指標(biāo)應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB1576－ 85 結(jié)合本廠情況規(guī)定。純水在 25℃時， PH ＜ 7 稱為酸性水； PH＞ 7 為堿性水； PH＝ 7 為中性水。重碳酸根（ ?3HCO ）、磷酸根（ ?34PO ）和其它弱酸陰離子的總含量， mg／ l； 29 （ 5）含鹽量 ：水中各種鹽類的總和， mg／ 1； （ 6） PH 值：水中氫離子（ H＋ ）濃度的負(fù)對數(shù)，表示水的酸性或堿性強(qiáng)弱。 為了防止蒸汽發(fā)生器由于結(jié)垢、腐蝕或發(fā)沫而影響經(jīng)濟(jì)運行，對給水及爐水必須進(jìn)行水質(zhì)控制。它們的存在引起下列危害： （ 1）受熱面結(jié)垢，傳熱效率下降； （ 2）設(shè)備腐蝕，減少壽命。對小于或等于 6MPa 壓力等級蒸汽雜質(zhì)主要由于蒸汽攜帶，爐水帶人，所以操作中嚴(yán)防蒸汽帶水，以保證蒸汽品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。蒸汽雜質(zhì)會沉積在管道、閥門、過熱器受熱面和汽輪機(jī)葉片上，它會使閥門泄漏，影響過熱器傳熱，促使汽輪機(jī)降低效率。合理的蒸發(fā)強(qiáng)度推薦為 700~1100m3／ m3 h。高蒸發(fā)強(qiáng)度增加到蒸汽濕度已使蒸汽品質(zhì)得不到保證時，蒸汽負(fù)荷達(dá)到了臨界負(fù)荷，即對于一定汽包空間，蒸汽負(fù)荷有一個最大值，超過此值后蒸汽品質(zhì)迅速惡化。當(dāng)蒸汽負(fù)荷增加時，單位時間產(chǎn)汽量增加，蒸發(fā)強(qiáng)度也相應(yīng)提高，即蒸汽穿過蒸發(fā)表面的速度和在汽包空間上升的速度加大。 （ 4）汽包裝有壓力表、水位計、安全閥，用以控制蒸汽壓力，監(jiān)視水位，保證水循環(huán)正常運行。 （ 2）汽包中存有一定水量，有一定的蓄熱能力，當(dāng)工藝熱流負(fù)荷波動時，可減緩汽壓變化速度。 28 圖 10－ 3 汽包結(jié)構(gòu)示意圖 1－蒸汽出口； 2－混合物入口； 3－水下降管口； 4－給水管； 5－連續(xù) 排污總管； 6－排污水管； 7－加藥管； 8－水下孔板； 9－絲網(wǎng)分離器 10－防沖罩； 11－正常水位線。 274．汽包的作用是什么？ 汽包一般為一臥式壓力容器，內(nèi)部設(shè)有進(jìn)汽擋板，水下孔板、破沫網(wǎng)和排污裝置，是蒸汽發(fā)生器組中重要設(shè)備。因此，為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，一般蒸汽 發(fā)生器采用列管式換熱器時，使水－汽相走殼程，熱流介質(zhì)走管程，并且不用折流板結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)，盡量避免蒸汽死區(qū)和影響氣液流動。 圖 10－ 2 水循環(huán)原理圖 273．為什么蒸汽發(fā)生器水－汽走殼程？ 汽水混合物在水平管中流動時，由于汽水重度不同，水傾向于在下面流。當(dāng)上升管產(chǎn)生水停滯、倒流、汽水分層以及下降管帶汽時，水循環(huán)便被破壞。汽在蒸發(fā)面上逸出，給水不斷補(bǔ)充，保持汽包一定的水位，蒸汽源源不斷地產(chǎn)生。在飽和溫度下，汽在汽包蒸發(fā)面上逸出，經(jīng)過汽 水分離裝置除去液滴，在汽包頂部排出飽和蒸汽。汽包安裝在重沸器上方一定高度，汽包內(nèi)保持一定的液位，在上升管與下降管中工質(zhì)重度差，汽包內(nèi)的水經(jīng)下降管進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，并與工藝熱流進(jìn)行換熱。 271．蒸汽發(fā)生器是怎樣產(chǎn)生蒸汽的？ 蒸汽發(fā)生器組一般是由給水預(yù)熱器、汽包、蒸汽發(fā)生器、上升管、下降管、采樣器及蒸汽過熱器等組成．典型流程如圖 10－ 1 所示。 104kcal／ h）。在國外，美國帕斯卡戈拉煉油廠的 675 179。此后很快在全國各煉油廠的節(jié)能改造中發(fā)揮了巨大作用。 六十年代，僅在石油二廠延遲焦化裝置中采用過臥式重沸器型的蒸汽發(fā)生器。當(dāng)熱負(fù)荷較小時，也可用帶蒸發(fā)空間的罐式重沸器，而不再設(shè)汽包。在石油化工生產(chǎn)中常常采用普通管殼式換熱設(shè)備即可發(fā)生相應(yīng)壓力等級的蒸汽。 表 9－ 2 真空泵能耗（ 1 磅空氣壓縮至大氣壓所耗的英熱單位數(shù)） 吸入壓力 （毫米汞柱） 500 250 125 10 蒸汽噴射泵 液環(huán)泵 鼓風(fēng)泵 機(jī)械泵 750 68 29 45 3013 149 118 98 7534 301 181 181 6511 573 373 273 20508 4835 － 1195 25 圖 9－ 8 真空泵的效率 1－鼓風(fēng)機(jī)和機(jī)械真空泵 2－鼓風(fēng)機(jī) 3－機(jī)械真空泵 4－注液環(huán)泵 5－蒸汽噴射泵 26 十、蒸汽發(fā)生器及其它 270．什么是蒸汽發(fā)生器？它在節(jié)能中的作用如何？ 石油化工工藝加工過程中，一方面需要大量熱能來加熱物料，另一方面許多熱物料又要被冷卻或通過換熱回收部分能量，對溫位較高的熱流發(fā)生一些蒸汽可有效地降低裝置能耗。由圖、表可見，如把二級抽空器改為液環(huán)泵，效率可 由 %提高到 25%，對于 250 萬噸 /年的蒸餾裝置，可節(jié)省 ，使裝置能耗下降 179。 104kcal/h 總能耗 kW 能量利用效率＝ %100?總能耗理論功 32 65 57 215 180 24016 766 240 1. 433 64 %% ?? 40 65 / 20 780 104071 386 240 2639 %% ?? 由此可見蒸汽噴射抽空器的能量利用效率非常低，其中最末級抽空器的效率最低，按當(dāng)量空氣計算，折合一公斤當(dāng)量空氣從 43mmHg 壓縮至大氣壓所耗的能量為 10990kJ（即 1 磅當(dāng)量空氣能耗 10417Btu）。 104kcal/h kW 冷卻水量 t/h 冷卻水能耗 179。 269．燕汽噴射抽空器的效率如何計算，有多高？ 抽空器的理論功，可按理想氣體壓縮的理論功計算公式計算： ?????? ???? ??? kKK kVPN 1115 ?＝理 式中： P1――吸入壓力； Pa （絕）； V1――吸入狀態(tài)氣體體積流量； m3／ min； K――吸入氣體絕熱指數(shù)； ∑――壓縮比； N 理 一理論功； kw； 現(xiàn)以某 100萬噸／年原油蒸餾裝置減壓塔頂兩級抽空器的實際數(shù)據(jù)為例．計算如下： 抽空器極級數(shù) 一級 二級 吸入壓力 mmHg Pa(絕 ) 43 5735 165 21967 24 吸入溫度 ℃ 吸入氣體量 Kg/h 不凝氣 (M=30) 可凝氣 (M=190) 水蒸汽 (M=18) 排出壓力 mmHg Pa(絕 ) 工作流量 kg/h 工作溫度 ℃ 工作壓力 kPa（絕） 理論功 kW 179。簡化的極限反壓強(qiáng)計算公式是： ? ???? 130 sPffP極限 （ 1） 式中： Ps 一工作蒸汽壓力； Pa（絕）； P 極限 一極限反壓強(qiáng)； kPa（絕）； f0／ f3一喉面比的倒數(shù)； μ一噴射系數(shù)； 對于末級抽空器，μ值非常小，可忽略不計，所以 P 極限 ＝ PS／喉面比 （ 2） 由上式可見，對于各廠抽空器喉面比已經(jīng)確定，極限反壓強(qiáng)將隨著工作蒸汽壓力的增加而提高。第二是“ f3/f0”，即擴(kuò)壓器喉部斷面積與噴嘴喉部斷面積的比值。不論噴嘴漸擴(kuò)角和擴(kuò)壓器的漸縮角如何變化，只要從噴嘴出來的蒸汽射流與擴(kuò)壓器漸縮管相交斷面的直徑 ds 是在擴(kuò)壓器喉部直徑 D3的 ~ 倍之間，就可保證泵的性能符 合設(shè)計要求．過去，這個設(shè)計參數(shù)掌握不好，把噴嘴的位置設(shè)計成可調(diào)，為的就是在實際使用中調(diào)節(jié)自由射流長度。主要影響極限反壓強(qiáng)的結(jié)構(gòu)尺寸有兩個（參見圖 9— 7）． 23 圖 9— 7 噴嘴與擴(kuò)壓器的尺寸關(guān)系圖 第一是“自由射流長度”，即噴嘴出口面距擴(kuò)壓器入口面長度的尺寸，伸人者為負(fù)值，退出者為正值．一般來說，自由射流長度加長，真空度略有提高，極限反壓強(qiáng)則降低，反之亦然。它取決于哪些因素？ 所謂極限反壓強(qiáng)就是抽空器的最大排氣壓強(qiáng)．極限反壓強(qiáng)曲線就是抽空器的最大排氣壓強(qiáng)與抽氣量的關(guān)系曲線．極限反壓強(qiáng)是抽空器的一個很重要的參數(shù)．實際運轉(zhuǎn)中決不允許任何一級抽空器實際出口壓強(qiáng)高于它的極限反壓強(qiáng)，否則會使該級抽空器工作不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生倒流現(xiàn)象，并將導(dǎo)至前級抽空器直至第一級抽空器過載，從而破壞整個真空系統(tǒng)的形成。過熱度太大，使蒸汽的密度太小，也會使噴射效牢下降。 采用自產(chǎn)低壓蒸汽時要注意：飽和的低壓蒸汽必須先用熱油過熱至約 180℃再引至噴射器，否則飽和蒸汽易冷凝成水降低噴射器效率。 如果哪個煉廠不是這種情況，而是低壓蒸汽量不足，則切不可把 0． 883MPa（表）級的蒸汽降壓使用，因為這會適得其反，多耗蒸汽，多耗冷卻 水。 但是， （表）工作蒸汽的總管壓力應(yīng)達(dá)到 （表），它的飽和溫度181℃，常減壓蒸餾裝置內(nèi)能發(fā)生這種壓力等級蒸汽的過剩熱量（溫位大于 200℃）比較少，往往 不能自給，因此需由煉廠熱力系統(tǒng)供給，占用煉廠鍋爐容量。因此。 煉油廠 大多數(shù)噴射器的工作蒸汽設(shè)計壓力約為 （表）低壓蒸汽噴射器與這種常規(guī)的噴射器相比較，由于工作蒸汽壓力從 （表）降低到 （表）。所以不凝氣的排放管線布置應(yīng)嚴(yán)格避免出現(xiàn)“液袋”并應(yīng)有排凝設(shè)施。 5）．后冷凝器排出的不 凝氣體中含有排出溫度下的飽和水蒸汽，它在排放管線中會進(jìn)一步冷凝為水，不凝氣體無論直接排大氣或引至加熱爐抽氣火嘴，如果排放管線的布置出現(xiàn)“液袋”。 圖 9－ 5 冷凝器設(shè)置高度要求（注 P――千克 /厘米 2絕） 3).同一級多臺冷凝器和噴射器并聯(lián)操作時應(yīng)避免吸入氣體物流逆向撞擊，損失能量，降低真空度，按圖 9－ 6 接管。如果冷凝器凝液排出管線（俗稱“大氣腳”）在布置中出現(xiàn)水平管段與受液罐最高液 面之間的高度差也應(yīng)大于冷凝器內(nèi)壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Σ钪邓喈?dāng)?shù)乃叨燃?1 米。如果噴射器尺寸過長，或受高度限制不能垂直放置時，也可以水平放置，但吸入口必須向下，以避免吸入室積存冷凝液。在長江流域以南采用濕式空 冷器可不加設(shè)防凍設(shè)施，但在北方，尤其在東北地區(qū)，宜采用熱風(fēng)循環(huán)結(jié)構(gòu)以防止管子凍裂，確保真空穩(wěn)定。濕式空冷器的缺點是： l）．占地面積較大，在老裝置改造時往往成為限制因素。 濕式空氣冷卻器不但具有管殼式水冷凝器的優(yōu)點，而且由于不用循環(huán)冷卻水，所以不存在管殼式的上述缺點。此外，我國南方的一些煉廠夏季的循 21 環(huán)冷卻水溫度高達(dá) 34~35℃，使塔頂冷凝器的冷后溫度高達(dá) 40℃，所以塔頂壓力約為9340Pa~10674Pa（ 70~80mmHg）（絕），減壓蒸餾拔出率較低。 管殼式的優(yōu)點是：冷卻水與塔頂氣體間接傳熱，冷卻水不受油品污染，因此它的投資、操作費用和占地面積比直冷式冷卻器（加上污水處理設(shè)施 ）小得多。此外，直接水冷凝器的設(shè)備尺寸小。三者的優(yōu)缺點比較如下： 直冷式的優(yōu)點是：冷卻水與塔頂氣體直接接觸，冷后氣體溫度（即噴射器的吸入溫度）與冷卻水入口溫度的差值最小。此時注入減壓塔的汽提蒸汽全部從塔頂流出，成為增壓器的吸入氣體，大大增加了增壓器的負(fù)荷，因此要相應(yīng)地加大增壓器的工作蒸汽量和增壓器尺寸．這種情況下，增壓器的工作蒸汽量必然大于減壓塔底汽 失蒸汽量的減少值，使減壓蒸餾系統(tǒng)總的蒸汽用量增加，但又不能提高減壓拔出率和提高分餾效率，因此是不合理的，這就是濕式減壓蒸餾不用增壓器的原因。 如果減壓塔壓力降值較大。 干式減壓