循環水換熱器內漏原因分析及解決措施

張玉聰

【摘要】本文首先介紹了循環水換熱器介質泄漏后對水質的影響，然后介紹了泄漏原因分析，最后介紹了解決措施。

【關鍵詞】循環水換熱器，內漏，原因分析，解決措施

一、前言

循環水換熱器泄漏是影響煉化企業循環水水質的一個重要因素。分析內漏的原因并找到解決措施是非常重要的。

二、循環水換熱器介質泄漏后對水質的影響

循環水換熱器泄漏后對系統水質造成的危害。工藝介質泄漏后容易在冷換設備的管壁表面形成一層油膜，從而影響設備的傳熱和冷卻。另外，泄漏介質與循環水中的懸浮物結合生成污垢，特別是以水流較慢的部位污垢沉積最多。而污垢和水垢導熱系數遠遠低于金屬管的導熱系數，因此降低了冷換設備的傳熱效率，不但影響裝置正常運行，而且是裝置能耗大幅增加。泄漏初期，循環水系統僅表現為濁度、COD迅速升高，有時會伴有異味，油含量升高，泄露時間長時泄漏介質會被微生物所消耗，迅速繁殖細菌，細菌的代謝產物及其所黏附的泥沙形成了危害更大生物粘泥，因為生物粘泥附著的地方，將成為垢下腐蝕的部位，最終造成設備腐蝕穿孔，導致工藝介質泄漏污染系統循環水，對循環水系統造成極大的危害。由于工業水排放量有限，被污染的循環水或經過殺菌處理的的得不到及時的排放，以及泄漏源得不到及時的處理，形成惡性循環，對冷換設備長周期安全運行造成較大威脅由于近年來加工哈國高硫原油等原應造成設備腐蝕嚴重，循環水系統泄漏發生較頻繁。而泄漏的工藝介質種類較多。有渣油、蠟油、柴油、汽油等液態餾分，還有油氣、富氣、酸性氣等氣態介質。

循環水換熱器物料泄漏后的表面特征煉油廠各類循環水換熱器泄漏后會造成循環水系統水質發生異常變化，其主要原因是它在水中發生了化學、物理反應，由于泄漏介質的性質不同，發生的反應就不一樣，呈現出的現象也不一樣，對水質造成的也不一樣。下面是我們根據幾年的查漏經驗總結的不同類型的工藝介質泄漏后的不同的現象和監測方法。

芳香烴類換熱器泄漏：煉油廠二循所帶的對二甲苯裝置，半再生重整裝置所帶的芳香烴類換熱器較多，芳香烴類換熱器泄漏后最明顯的特征是水質變紅，各項水質指標如濁度、懸浮物、COD、和腐蝕速率等相應上升。在冷卻塔下有特殊的芳香味。重點監測項目：COD懸浮物、余氯。

氣態烴：煉油廠三循所帶的有氣態烴換熱器，一般氣態烴類物質泄漏與循環水中的氯和溴等氧化劑立即反應，余氯會立即下降，經冷卻塔噴淋后有異味，如果泄漏量大，上塔立管可聽見氣體的聲音。重點監測項目：余氯和加氯量。

重油（如渣油和油漿）：煉油廠三套循環水場均帶有重油或油漿換熱器，特別是二循、三循較明顯，如重油換熱器發生泄漏后水體總量呈黑色，濁度大幅提高，油含量依泄漏程度有所提高，對系統加氯量有一定影響。重點監測項目：濁度、油含量、余氯、和加氯量、COD、懸浮物。

蠟油和重柴油：蠟油和重柴油換熱器主要分布在一循、三循所帶的一套、二套常壓和重油催化裝置，該類換熱器發生泄漏后會使水體變成灰白色，有黃色的浮沫，浮沫較多時手感較粘，濁度與油含量均有上升，加氯量上升余氯下降。重點監測項目：濁度、油含量和余氯加氯量、COD。

輕柴油：輕柴油換熱器主要分布在一、二、三循均有分布，輕柴油泄漏后水體變成灰白色，并有黃色的泡沫，泄漏后水體乳化較嚴重，濁度上升較快，油含量升高，水面有明顯的彩色油光，加氯量隨油中的硫含量的多少而不同，但裝置COD變化不明顯。重點監測項目：濁度、油含量和余氯加氯量。

酸性氣或酸性水：酸性氣或酸性水主要分布在三循所帶的重油催化和二循所帶的一二套污水汽提裝置，酸性氣泄漏后，水體PH值下降較快，余氯變化明顯，泄漏量較大時水體能聞見明顯的臭雞蛋氣味。重點監測項目：PH值、COD、余氯。

氨泄漏：氨類換熱器主要分布在煉廠二循所帶的一二套污水汽提裝置，氨類換熱器泄漏后PH值上升，泄漏時間較長后，加氯量變化較明顯，余氯偏低，總鐵升高，泄漏量達到一定程度時，冷卻塔附近有氨味，主要監測項目：濁度、余氯、PH值。

汽油：汽油換熱器存在于我廠一二三循，汽油為C4-C20組分，汽油組分中含有少量的輕組分，泄漏量較大時，循環水顏色會變成黑紅色。汽油的揮發性強，通過涼水塔能聞到較濃的汽油味到。汽油組分泄漏好COD上升，余氯下降。主要監測項目：COD、余氯、和油含量。

潤滑油：潤滑油換熱器泄漏后最明顯的特征是水體乳化，水質中COD含量會迅速增加，濁度和油含量迅速升高，另外由于潤滑油大多是機泵使用投加量較少，泄漏后設備潤滑油油位會迅速降低，主要監測項目COD、余氯、和油含量

三、泄漏原因分析

（1）換熱器列管內存在較多水垢，降低了換熱器內的水流速和傳熱效率，并引起垢下腐蝕和加快腐蝕速度。

（2）換熱器管板表面及列管內存在較多污垢，造成微生物腐蝕。

（3）通過對換熱器檢查后發現：碳鋼及不銹鋼管板金屬表面上產生小孔，即點蝕。將閃蒸氣冷卻器列管材質更換為304后，使用壽命也僅2個月，經分析為Cl-腐蝕。

（4）一般來說，新換熱器投用之前，需要經過堿洗、清洗、酸洗、中和、清洗、預膜（如果不能立即投用需鈍化）流程，國宏公司缺少這1套流程。由于檢修時間短，系統檢修完成后，未對循環水系統進行預膜處理即投用，加劇了換熱器腐蝕。

四、解決措施

（1）采用物理清洗和高壓清洗的方法，對原有的換熱器進行了徹底清洗。對化學清洗過的設備，酸洗完之后及時用清水進行清洗置換；水洗干凈后，隨即對換熱器進行預膜或鈍化處理。以往清洗時，只注重對換熱器的清洗，而不注重清洗之后的置換，特別是酸洗之后的中和、清洗，以及對清洗效果的檢查。事實證明，酸洗之后不清洗，對換熱器的腐蝕更嚴重。

（2）對投用前的新換熱器進行堿洗、清洗、酸洗、中和、清洗、預膜處理，使其金屬表面形成均勻的金屬鈍化膜。

（3）清洗后的換熱器表面處于活化狀態，容易遭受腐蝕，需要預膜處理。此次大修前，制定了循環水清洗預膜方案，停車前循環水投加殺菌剝離劑、清洗劑，將循環水系統中的緩沖池和蓄水池清洗干凈，再補充一次水。停車后，對各臺換熱器進行徹底清洗。大系統開車前，對循環水系統進行了比較規范的預膜；期間及時地分析預膜劑濃度，添加預膜劑，預膜完成之后，再加一次水并將緩蝕劑調節至正常值，將循環水pH提高至8～9，循環水系統轉入正常運行。

對泄漏源進行處理查處泄漏源后，及時有效的處理非常關鍵，在條件容許的情況下應立即采取措施切除泄漏源，并進行機械沖洗、并排放污油，必要時進行化學清洗和對循環水換熱器進行重新預膜，使水質盡快轉正常。盡最大努力減少循環水泄漏對系統帶來的影響。對于查處泄漏換熱器首先要關閉或切斷泄漏源。對查到的內漏的換熱器應立即進行檢修處理，對于因工藝需要無法切除的換熱器要控制增加COD、油含量、異氧菌和余氯的監控頻次，并采用氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑相結合的辦法嚴格控制COD和異氧菌，防止腐蝕加劇，控制粘泥量，要及時觀察循環水中的水質變化情況，并針對系統內油污較多的情況，除了采取排污、溢流和人工撇油等措施，還需投加除油劑。在粘泥控制方面，要增加非氧化型殺菌劑的使用頻率和劑量，加強系統細菌的控制和粘泥的剝離，通過系統的大量排放，降低系統粘泥量。在緩蝕保護方面，應根據泄漏介質的特點，加大緩蝕阻垢藥劑的投加量，減少設備的腐蝕。

五、結束語

建立一種快速有效的查漏分析手段，并采取措施相應的防范措施就可以有效阻止循環水水質惡化。而了解內漏的原因則可以快速的查漏。

參考文獻

[1]HG25004-91《換熱器維護檢修規程》，中華人民共和國化學工業部設備維護檢修規程

[2]SHS01009-2004《管殼式冷換設備維護檢修規程》