1. 93№3 март 2008
HYDROCARBON PROCESSING: ОЧИСТКА ВОДЫ
ВЛИЯНИЕ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ
НА РАБОТУ КОТЛА-УТИЛИЗАТОРА
L. A. Huchler, Mar Tech Systems, Лоуренсвиль, шт. Нью-Джерси, США
Усовершенствование методов химической подготовки воды влияет на повышение надежности установок
получения серы
В последнее десятилетие на многих НПЗ была
проведена модернизация установок получения серы
(sulfur recovery unit – SCU) с целью увеличения их
энергетического КПД, повышения мощности в свя-
зи с ростом объема переработки сернистых нефтей
и ужесточением требований по содержанию серы
в нефтепродуктах, сокращением выбросов соедине-
ний серы в атмосферу на НПЗ (см. рис.).
Процесс на установке Клауса начинается с того,
что исходный кислый газ сжигают в реакционной
печи (или в топке котла-утилизатора) в недостат-
ке кислорода, для получения газа с соотношением
H2S:SO2 = 2:1. При этом, а также и при охлажде-
нии продуктов сгорания в котле-утилизаторе, про-
исходит реакция Клауса с образованием серы.
После отделения серы в первом конденсаторе газ
снова подогревают, и реакция Клауса продолжа-
ется в каталитических конверторах. Температура
смеси на выходе из всех конденсаторов должна
превышать 121 °С, во избежание кристаллизации
серы.
В одной из самых распространенных схем ус-
тановки Клауса сочетают котел-утилизатор, в ко-
тором вырабатывают водяной пар давлением
4,14 МПа (изб.), с пятью горизонтальными кожухо-
трубными конденсаторами: три для выработки пара
давлением 0,34 МПа (изб.) и два, в которых получа-
ют пар давлением 0,10 МПа (изб.). Технологический
газ проходит по трубам, а вода кипит в межтрубном
пространстве.
Даже при работе в оптимальных условиях, в кот-
ле-утилизаторе постепенно накапливается окалина
со стороны продукта, увеличивается температура га-
зов на выходе, из-за чего возрастает температура га-
зов на входе в первый конденсатор, тепловой поток
в нем усиливается, и кипение может перейти в пле-
ночный режим.
С точки зрения подготовки воды, главное разли-
чие между котлами-утилизаторами и огневыми па-
ровыми котлами состоит в менее тщательном наблю-
дении за качеством воды для котлов-утилизаторов
и всех пяти конденсаторов. Часто операторы уста-
новки вводят в линию питательной воды только один
реагент для подавления коррозии и уменьшения от-
ложений соли. Лучшие результаты достигаются, ког-
да операторы оптимизируют обработку реагентами
для наиболее чувствительного узла – котла-утилиза-
тора высокого давления, а для конденсаторов регу-
лируют скорость сдувки воды из цикла.
Питательная вода для котлов обычно представляет
собой смесь умягченной воды и парового конденсата.
Повышения качества подпиточной воды добиваются
с помощью установок обратного осмоса или демине-
рализованной воды. Для регулирования подачи умяг-
ченной воды в котлы-утилизаторы были предложены
простые схемы с обратной связью, в которые вклю-
чены анализаторы электропроводности «на потоке»
и клапаны тонкой регулировки на выводе воды из
цикла. Операторы могут установить эти клапаны на
конденсаторах. Однако в последнем случае затраты
Схематическое изображение типичной установки SCU
Котел-утилизатор
Конденсатор Конденсатор Конденсатор Конденсатор Конденсатор
Подогреватель (3)
Подогреватель
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

2. 94 №3 март 2008
HYDROCARBON PROCESSING: ОЧИСТКА ВОДЫ
окупаются гораздо медленнее, так как в конденсато-
рах вырабатывается значительно меньше пара, чем
в котле-утилизаторе. Для управления сдувкой воды
из линий, по которым она подается в конденсаторы,
часто используется простой алгоритм «включен –
выключен» и двухпозиционные клапаны, так как
подобрать регулирующий клапан с малой пропуск-
ной способностью бывает достаточно сложно.
Для сдувки воды из конденсатора имеется два
штуцера: один для непрерывной сдувки на отметке
верхнего ряда горизонтальных труб, другой – для
периодической сдувки в нижней части кожуха.
Непрерывная сдувка предпочтительнее, но если в во-
де накапливаются осадки, то время от времени сбра-
сывают часть воды из нижнего штуцера.
Все горизонтальные трубы конденсатора должны
находиться в воде, чтобы не было перегрева труб, не
закрытых водой. Во многих случаях на выводе водя-
ного пара из конденсатора устанавливают сепара-
торы воды, так как расстояние между уровнем воды
и точкой отбора пара мало.
Во время простоя установки Клауса ее технологи-
ческое пространство обязательно продувают возду-
хом, освобождая от кислых газов для предотвраще-
ния коррозии.
При большой тепловой нагрузке на теплообмен-
ные поверхности может наблюдаться явление «пле-
ночного кипения» или образование на поверхности
труб слоя пара, который изолирует их от воды. В ре-
зультате металл перегревается, окисляется и может
расслаиваться. При загрязнении труб котла-утилиза-
тора усиливается тепловая нагрузка на первый кон-
денсатор. Ориентировочно можно считать, что рост
загрязнений на 10 % приведет к усилению нагрузки
на первый конденсатор на 50 %. На некоторых НПЗ
котлы-утилизаторы выводят из эксплуатации после
11–12 лет работы. Ремонт такого котла предусмат-
ривает замену труб, а не снятие плотной, налипшей
окалины с поверхности, контактирующей с техноло-
гическим газом. Что касается первого конденсатора,
то на ряде НПЗ для него предусмотрен срок службы
от 5 до 8 лет. Пробег установки между остановами на
ремонт во многих случаях лимитируется накоплени-
ем окалины на трубах котла-утилизатора со стороны
технологического газа.
Перевел М. Фалькович
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Consensus on Operating Practices for the Control of
Feedwater and Boiler Water Chemistry in Modern
Industrial Boilers, The American Society of Mechanical
Engineers, CRTD-Vol. 34, 1994.
2. Port, R. and H. Herro, The NALCO Guide to Boiler Failure
Analysis, McGraw-Hill Inc., New York, 1991.
Loraine Huchler (Л. Хаклер) является пре-
зидентом MarTech Systems, Inc., инженер-
но-консультационной компании, которая
специализируется на оценке рисков в сис-
темах промышленной технической воды.
Г-жа Хаклер имеет степень бакалавра в об-
ласти химической технологии, является ли-
цензированным профессиональным инженером и автором
книги «Системы воды, поступающей на очистку». Эта кни-
га – первая из четырехтомного справочника по промыш-
ленной воде.
РЕГИОНАЛЬНЫЕ НОВОСТИ О КОМПАНИЯХ
СЕВЕРНАЯ АМЕРИКА
Компания Bechtel Corp. подпи-
сала контракт c Motiva Enterprises
LLC на разработки и внедрение
технологий, благодаря которым
производительная мощность
перерабатывающего завода в
Порт Артуре (Техас) повысит-
ся на 325 тыс. брл/сут. сервис-
ное обслуживание и техничес-
кое обеспечение проекта будут
осуществлять совместно Bechtel
и Jacobs Engineering Group Inc.
Завершение модернизации пред-
приятия намечено на 2010 г.
К окончанию проекта намечено
удвоение производительной мощ-
ности предприятия до 600 тыс.
брл/сут.
Renewable Energy Group,
Inc. (REC) и Western Dubuque
Biodiesel LLC приступили к про-
изводству биодизельного топлива
на их совместном предприятии в
Фарлей (Айова). Завод оборудо-
ван патентованной технологией,
разработанной REC, благодаря
которой производится «чистое»
возобновляемое топливо, пред-
назначенное для дизельных дви-
гателей.
Завод в Фарлей – шестое
предприятие в США по произ-
водству биодизельного топлива
с производственной мощностью
30 млн т/год. Всего в США произ-
водится 162 млн т/год биодизель-
ного топлива.
Компания GreenHunter
BoiFuels, Inc. приступила к произ-
водству метанола на своем заводе
в Хьюстоне (Техас). В настоящее
время производственная мощ-
ность составляет 1500 брл/сут.
Разрешение на производство
метанола было получено Texas
Commission of Environmental
Quality. Чистота метанола, произ-
водящего на этом заводе, состав-
ляет 99,85 % и более.
Компания CB&I подписала два
контракта на сооружение двух
комплексов по регенерации серы
на перерабатывающих заводах
в Калифорнии и Техасе. Первый
контракт включает техническое
обеспечение и монтаж установ-
ки, производственной мощнос-
тью 200 т/сут. Второй контракт
включает техническое обес-
печение и монтаж установки,
производственной мощностью
225 т/сут.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»