循環冷卻水系統垢樣分析結果探討

彭 衛 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

在循環水系統中，污垢主要由水垢、淤泥、腐蝕產物和生物沉積構成，其沉積于換熱器表面增大了表面粗糙度，降低傳熱效率，會使金屬表面換熱器出現垢層腐蝕和局部腐蝕，嚴重威脅換熱設備的安全運行，同時增大了設備維護費用。因此需要對這些污垢的組份進行分析，根據垢樣因子，大致判斷出冷卻水系統的水冷卻器腐蝕、結垢傾向，從而制定相應的循環冷卻水系統控制措施，減緩冷換設備腐蝕和結垢問題發生的機率，從而確保生產裝置高效長周期運行[1,2]。

1 檢修期間水冷器檢查及垢樣分析情況

某年9月煉廠檢修期間對芳烴裝置打開的17臺水冷器做了調查，大部分水冷器均有不同程度的腐蝕。其中16臺有較大程度的腐蝕，如E-407從前一年8月檢修后投用，先后泄漏3次，于當年5月23日更換管束，但四個月后即9月份檢修時可見一層銹；E-207從前一年8月檢修后投用到當年1月12日因泄漏更換管束，到9月檢修時僅8個月時間就已表現出嚴重的腐蝕狀態，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腐蝕嚴重，管束堵塞，其中銹鎦最大可達Φ3cm，封頭上布滿銹鎦。垢樣分析結果見表1。

垢樣中的各種成分的質量分數反映某種傾向，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垢因子，反映結垢情況[3]。垢樣的腐蝕因子、污泥因子、酸不溶物和結垢因子所占比例以EA-302A、E-306和EA-107為例見圖1。

17個垢樣分析結果中，Fe2O3含量在70%以上的占8臺，Fe2O3含量在60%～70%占3臺，Fe2O3含量在50%～60%之間占4臺，Fe2O3含量在50%以下的占2臺，說明水冷器腐蝕所占的比例大。

表1 垢樣分析結果

圖1 設備垢樣因子分布圖

由圖1可見腐蝕因子在冷換器垢樣中所占比例大于70%。設備腐蝕較嚴重。

2 水冷器的泄漏及垢樣檢測結果

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。

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

圖2 設備垢樣因子分布圖

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臺換熱器，污泥因子在8%～18%之間，結垢因子在0%～16%；屬于腐蝕型，設備有垢下腐蝕傾向。

芳烴E-407和E-405的進口、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，少許的腐蝕產物。

3 現狀探討

根據以上數據，煉油廠循環水系統可能出現以下狀況：

(1) 日常水質運行管理失控，導致系統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，引發系統呈腐蝕型的狀態。

(3) 日常系統查漏不到位，使系統長期處于介質泄漏的運行狀態，導致腐蝕加劇。

(4) 日常泄漏處理措施不符合現場系統實際，即使系統進行了泄漏處理也不能緩解泄漏對系統的影響。

(5) 日常水處理藥劑與系統現狀不匹配，需進行調整。

(6) 由于垢樣數據中酸不溶物所占組分比例較高，需在大檢修期間對系統進行設施的防腐處理，日常旁濾設施運行需加強管理。

4 結論

通過垢樣數據分析，24個垢樣中腐蝕因子Fe2O3含量大于50%的有19個，占所采垢樣冷換器總數的76%，說明煉油冷卻水系統垢樣主要以腐蝕型為主。因此，煉油循環水系統需要解決的主要問題是系統的腐蝕問題。

[1]周本省. 工業水處理技術[M]. 北京:化學工業出版社,2002:40.

[2]董其伍. 換熱器[M]. 北京:化學工業出版社,2009:169-170.

[3]金熙,項成林,齊冬子. 工業水處理技術問答[M].北京:化學工業出版社,2010:318.