循環(huán)冷卻水系統(tǒng)垢樣分析結(jié)果探討

彭 衛(wèi) 賀春梅 何 軍 王魯飛

(烏石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019)

0 引言

在循環(huán)水系統(tǒng)中，污垢主要由水垢、淤泥、腐蝕產(chǎn)物和生物沉積構(gòu)成，其沉積于換熱器表面增大了表面粗糙度，降低傳熱效率，會(huì)使金屬表面換熱器出現(xiàn)垢層腐蝕和局部腐蝕，嚴(yán)重威脅換熱設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)增大了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。因此需要對(duì)這些污垢的組份進(jìn)行分析，根據(jù)垢樣因子，大致判斷出冷卻水系統(tǒng)的水冷卻器腐蝕、結(jié)垢傾向，從而制定相應(yīng)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)控制措施，減緩冷換設(shè)備腐蝕和結(jié)垢問題發(fā)生的機(jī)率，從而確保生產(chǎn)裝置高效長周期運(yùn)行[1,2]。

1 檢修期間水冷器檢查及垢樣分析情況

某年9月煉廠檢修期間對(duì)芳烴裝置打開的17臺(tái)水冷器做了調(diào)查，大部分水冷器均有不同程度的腐蝕。其中16臺(tái)有較大程度的腐蝕，如E-407從前一年8月檢修后投用，先后泄漏3次，于當(dāng)年5月23日更換管束，但四個(gè)月后即9月份檢修時(shí)可見一層銹；E-207從前一年8月檢修后投用到當(dāng)年1月12日因泄漏更換管束，到9月檢修時(shí)僅8個(gè)月時(shí)間就已表現(xiàn)出嚴(yán)重的腐蝕狀態(tài)，鎂塊全部腐蝕掉，管束大部分堵塞。從E-407、E-207所取垢樣分析結(jié)果也說明：腐蝕為主要問題，其中E-407管程Fe2O3為72.38%，E-207管程Fe2O3為68.59% 。E-213也因腐蝕多次泄漏，EA-302/B腐蝕嚴(yán)重，管束堵塞，其中銹鎦最大可達(dá)Φ3cm，封頭上布滿銹鎦。垢樣分析結(jié)果見表1。

垢樣中的各種成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)反映某種傾向，三氧化二鐵含量為腐蝕因子，反映腐蝕情況；550℃灼燒失重為污泥因子，反映微生物狀況和污泥危害；酸不溶物表示泥沙沉積情況；氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷含量為結(jié)垢因子，反映結(jié)垢情況[3]。垢樣的腐蝕因子、污泥因子、酸不溶物和結(jié)垢因子所占比例以EA-302A、E-306和EA-107為例見圖1。

17個(gè)垢樣分析結(jié)果中，F(xiàn)e2O3含量在70%以上的占8臺(tái)，F(xiàn)e2O3含量在60%～70%占3臺(tái)，F(xiàn)e2O3含量在50%～60%之間占4臺(tái)，F(xiàn)e2O3含量在50%以下的占2臺(tái)，說明水冷器腐蝕所占的比例大。

表1 垢樣分析結(jié)果

圖1 設(shè)備垢樣因子分布圖

由圖1可見腐蝕因子在冷換器垢樣中所占比例大于70%。設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重。

2 水冷器的泄漏及垢樣檢測(cè)結(jié)果

某年煉廠芳烴裝置水冷器共泄漏11次(截止11月底)，其中重整6次，PX5次。

對(duì)泄漏切換出的水冷器，所取垢樣做了分析。結(jié)果見表2，垢樣的腐蝕因子、污泥因子、酸不溶物和結(jié)垢因子所占比例見圖2。

圖2 設(shè)備垢樣因子分布圖

由圖2可見，垢樣組成中腐蝕因子大于60%占比例較高的有3臺(tái)換熱器，污泥因子在8%～18%之間，結(jié)垢因子在0%～16%；屬于腐蝕型，設(shè)備有垢下腐蝕傾向。

芳烴E-407和E-405的進(jìn)口、出口其酸不溶物所占比例較大在40%～60%之間，腐蝕因子Fe2O3含量在10%～30%之間，污泥因子在6%～17%，其它成份所占比例較少，從E-405的進(jìn)口、出口垢樣外觀上看為灰褐色稀泥狀，有油味，說明垢樣含有的泥沙較多，少許的腐蝕產(chǎn)物。

3 現(xiàn)狀探討

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)可能出現(xiàn)以下狀況：

(1) 日常水質(zhì)運(yùn)行管理失控，導(dǎo)致系統(tǒng)腐蝕因子占垢樣組分的大頭。

(2) 日常水處理藥劑的投加管理失控，引發(fā)系統(tǒng)呈腐蝕型的狀態(tài)。

(3) 日常系統(tǒng)查漏不到位，使系統(tǒng)長期處于介質(zhì)泄漏的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致腐蝕加劇。

(4) 日常泄漏處理措施不符合現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)實(shí)際，即使系統(tǒng)進(jìn)行了泄漏處理也不能緩解泄漏對(duì)系統(tǒng)的影響。

(5) 日常水處理藥劑與系統(tǒng)現(xiàn)狀不匹配，需進(jìn)行調(diào)整。

(6) 由于垢樣數(shù)據(jù)中酸不溶物所占組分比例較高，需在大檢修期間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)施的防腐處理，日常旁濾設(shè)施運(yùn)行需加強(qiáng)管理。

4 結(jié)論

通過垢樣數(shù)據(jù)分析，24個(gè)垢樣中腐蝕因子Fe2O3含量大于50%的有19個(gè)，占所采垢樣冷換器總數(shù)的76%，說明煉油冷卻水系統(tǒng)垢樣主要以腐蝕型為主。因此，煉油循環(huán)水系統(tǒng)需要解決的主要問題是系統(tǒng)的腐蝕問題。

[1]周本省. 工業(yè)水處理技術(shù)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:40.

[2]董其伍. 換熱器[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:169-170.

[3]金熙,項(xiàng)成林,齊冬子. 工業(yè)水處理技術(shù)問答[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:318.