欢迎来到工业设备清洗全产业链平台 - 清洗联盟平台! 客服热线:400-0530-897

循环水换热器腐蚀原因分析及改进措施

2019-10-30 16:21:54浏览:12 来源:清洗联盟   

联系在线客服,免费下载本资料文档,若您需要下载其他网络资源,也可求助客服哦~ 点击联系客服

循环水换热器腐蚀原因分析及改进措施

2012 年某装置大检修期间,发现循环水换热 器均有不同程度的腐蚀,部分换热器腐蚀极为严 重。查阅近几年循环水中铁离子含量和挂片腐蚀 速率,2011 年铁离子和腐蚀速率分析数据存在异 常。而循环水中铁离子含量和挂片的腐蚀速率反 映了循环水系统设备腐蚀程度。 

1 换热器腐蚀原因分析 

1. 1 结垢对换热器腐蚀影响 影响结垢的因素包括污垢含量、氧浓度、换热 器温度等。垢下封闭区金属为阳极,阳极反应则 是铁的溶解。垢层越厚,则越易在垢下产生腐 蚀,并向纵深发展直至穿孔,这也就是所谓的垢下 腐蚀。从本次检修打开的换热器可以看出,换热 器结垢比较严重,机械清洗污垢以后,换热器有明 显的坑蚀现象,这与垢下腐蚀结果相吻合。 

1. 1. 1 盐类 水中的盐类主要是钙、镁、钠等离子的形成的 化合物,离子浓度越高,水的导电性增强,也就加快 了电化学腐蚀。其中钙、镁离子是换热器结垢一个 重要因素,GB50050—2007 《工业循环水处理设计 规范》要求“钙硬度 + 碱度”不超过 1 100 mg /L, SH3099—2000《石油化工给水水质标准》要求“钙 硬度 + 碱度”不超过1 000 mg /L。近几年来循环水 中“钙硬度 + 碱度”为 1 050 mg /L, 超过石油化工行业要求。高浓度钙、镁离子很容易 造成换热器结垢,引起金属垢下腐蚀。

1. 1. 2 泥渣和粉尘砂粒等悬浮物 水中悬浮固体的增加会加大腐蚀速率,同时 悬浮物的沉积还会引起沉积物下金属的电化学腐蚀。循环水中浊度是判断悬浮物多少的标志。浊 度又是水质的综合指标,除了表示悬浮物的多少 外,还能间接地反映出水中微生物情况,降低浊度 是防止污垢沉积的有效手段,浊度越低对减缓设 备的腐蚀与结垢越有利。SH3099—2000《石油石 化行业给水排水水质标准》中规定除炼*****业浊 度不超过 20 FTU,其他行业浊度不超过 10 FTU。 查看近几年浊度分析指标,循环水浊度 指标靠上线运行,而且存在超指标运行现象。因 此,可以判断出泥渣、粉尘、砂粒等悬浮物结垢,是 引起换热器发生电化学腐蚀原因之一。

1. 1. 3 天然有机物群生物群体 循环冷却水在循环过程中,空气中带入菌类、 微生物,可使菌藻迅速繁殖。菌藻的大量繁殖,形 成生物黏泥沉积在金属表面,易产生电化学腐蚀。 同时一些微生物的新陈代谢过程也参与了电化学 过程,促使腐蚀加速。异养菌代表了水中全部细 菌的数量,因此,行业标准要求异养菌指标不超过 1 × 105 个/ m3 ,实际循环水中异养菌控制在 12 ~ 1 300 个/m3 。 黏泥量可以直接反映出循环冷却水系统中微 生物的危害情况,行业标准要求黏泥量炼油不超 过 5 mL /m3 ; 化纤、化肥不超过 3 mL /m3 ; 实际循 环水黏泥量控制不超过 0. 35 mL /m3 。 

1. 2 水中离子的质量浓度对腐蚀的影响 高质量浓度盐类将使水的导电性增大,易发 生电化学作用,增大腐蚀电流促使腐蚀加剧。循 环水中 Cl - 和 SO4 2 - 等离子的含量高时,会增加水 的腐蚀性。Cl - 不仅对不锈钢容易造成应力腐 蚀,而且还容易破坏金属上的氧化膜,因此,Cl - 也是使碳刚产生点蚀的主要原因。通过分析 近几年循环水氯离子运行状况可以发现: 除装置 停车以外,氯离子质量浓度在 300 mg /L 左右运行  ,比较平稳。与行业标准要求氯离子质 量浓度不超过 700 mg /L 相差较远。 

1. 3 水的 pH 值对腐蚀的影响 pH 值偏酸性时,则碳钢表面不易形成保护膜,而且 H + 又是很好的去极化剂,促进腐蚀电池 阴极电子的转移,故 pH 值偏酸性时,其腐蚀速率 要比 pH 值偏碱性时高。近几年来,循环水 pH 值 运行比较平稳,除全厂停车和循环水清洗预膜阶 段外,pH 值都为 8 ~ 8. 8。

1. 4 水流速度对腐蚀的影响 一般来说,水流速度为 0. 6 ~ 1. 0 m / s 时,腐 蚀速度最小。当然水流速度的选择不能只从腐蚀 角度出发,还要考虑到传热的要求,流速过低会使 传热效率降低和出现沉积,故水走管程的换热器 的冷却水流速不宜小于 0. 9 m / s。水走壳程时, 流速不应小于 0. 3 m / s。~ 1. 48 m/ s,存在同类( 管程或壳程) 换热器之间冷 却水流速相差较大。壳程换热器流速偏大的现象。 

1. 5 循环水清洗预膜对设备腐蚀的影响 化学清洗是将设备上的污垢、油污和黏泥等 附着物通过添加药剂的方法清洗掉,然后再添加 化学药剂使金属表面附着一层保护膜,防止设备 腐蚀。因此,化学清洗、预膜好坏对防止设备腐蚀 有很大关系。 近几年来,装置清洗预膜工作均在药剂厂家 的指导下开展清洗预膜工作。通过查阅循环水清 洗预膜方案以及与化学清洗预膜有关的资料,发 现 2010 年换热器预膜过程中未严格执行预膜 方案。 2010 年预膜方案要求 pH 值控制为自然( 即 循环水本身运行 pH 值) 、总磷大于 40 FTU、总铁 不超过 2 mg /L,浊度不超过 20 mg /L。2010 年预 膜期间实际 pH 值均控制在 8. 5 左右,总铁、浊度 多点分析超标,总磷偏低。

通过以上原因分析,引起换热器腐蚀的原因 很多,这里主要从循环水方面分析换热器的腐蚀 原因,2010 年预膜效果不佳是引起装置换热器腐 蚀主要原因,其次循环水硬度、浊度较高引起设备 垢下腐蚀。 

2 循环水系统运行改进措施 为保障装置安全平稳运行,2013 年 3 月对 6 台腐蚀严重的换热器进行整体更换,并开展了为 期一年的循环水水质攻关,通过技术改造和提高 循环水运行管理水平,降低了循环水系统腐蚀。 

2. 1 优化工艺指标和加强监控 根据水质特点和换热器腐蚀现状,进一步优 化水质运行指标,修订完善工艺卡片,重 点优化循环水中钙硬度、碱度、浓缩倍数指标,降 低水冷器结垢。提高总磷含量,提升防腐蚀能力。 加强班组员工操作考核,杜绝出现超标运行现象, 加强重点设备和重点指标的监控。

2. 2 改进防沙器和排沙系统 南疆地区沙尘天气较多,对循环水中浊度影 响较大,为降低沙尘天气对循环水系统的影响,原 始设计了防沙器,但运行效果不佳。2012 检修期 间将原有腐蚀、堵塞的防沙管线进行更换,并在防 沙线中间再增设进水管线,增大喷水压力,在管线 上设置了排污导淋阀,定期排污。同时对凉水塔 池子底部排沙线更换为 PVC 塑料管线,以前排污 管线为 150 mm 碳钢管线,从建厂开始运行超过 10 a,管线腐蚀较为严重,排污孔被泥沙堵塞,排 污效果不好。通过以上改造,沙尘天气的浊度指 标下降较为明显。 

2. 3 调整缓蚀阻垢剂配方和投注量 结合水冷系统腐蚀现状,与水处理药剂厂家 研究,将先前使用的缓蚀阻垢剂配方进行改进,改 进后的药剂阻垢、缓蚀性能更好,抗污染能力增 强。投加质量浓度由原先的 5. 5 ~ 7. 5 mg /L 提高 到 6. 0 ~ 7. 5 mg /L,缓蚀增效剂投加浓度由 4 ∶ 1 提高到 3∶ 1,提升循环水系统缓蚀阻垢效果。 

2. 4 吸水池进口过滤网改造 吸水池进口过滤器主要过滤循环水中较大的 悬浮物,如破损的塑料填料。每次装置大检修,打 开换热器封头,换热管上或多或少都附着一些杂 质,影响设备的换热效果。2014 年大检修期间, 在水池入口加装四方形过滤笼,同时对凉水塔旧 填料进行了更换。2015 年装置检修,换热器封头 打开后换热管较为干净,改造效果好。 

2. 5 监测换热器蒸汽加热管线改造 腐蚀挂片监测换热器是间接反应循环水系统 运行状况的重要设备,监测换热器运行温度要求不低于 95 ℃。由于在初始建设期间,加热蒸汽从 伴热蒸汽管线引入,冬天防冻保温蒸汽用量大以 后,监测换热器加热温度达不到运行指标。2013 年装置检修期间,直接从 0. 35 MPa 蒸汽管网引蒸 汽至监测换热器后,加热温度运行正常。 

2. 6 优化清洗预膜方案 2011 年装置检修后清洗预膜采用液体预膜 剂 KF-615A,控制有机磷大于 40 mg /L。2013 年 装置清洗预膜前,在总结上周期预膜工作经验教 训基础上,讨论细化了清洗预膜方案。并采用整 体清洗预膜方式,使用预膜剂 KF-260,控制总无 机磷大于 120 mg / L,增加预膜厚度。 

2. 7 防止水冷器结垢 由于新鲜水总硬度超过 300 mg /L,属于高硬 度水质,水冷器容易结垢。车间为每台换热器加 装循环水排污导淋,每周进行排污,防止在换热器 封头处泥沙淤积。其次每半年开展一次水冷器测 流速工 作,调整循环水流速合格,降 低 换 热 器 腐蚀。 

3 结 论 针对水冷器大面积腐蚀状况,从审查管理标 准、制度以及多年水质运行记录、循环水装置操作 记录入手,分析出 2010 年预膜效果不佳是引起装 置换热器腐蚀主要原因,其次循环水硬度、浊度较 高引起设备垢下腐蚀。在循环水系统后续运行 中,装置采取了优化工艺指标,降低循环水浊度、 改进缓蚀阻垢剂配比等措施,降低循环水系统的 腐蚀,并取得了很好的效果,装置碳钢材质设备腐 蚀速 率 控 制 在 0. 03 mm /a 左 右,远 小 于 指 标 要求。 

4 结 语 由循环水水质引起换热器腐蚀是一个长期过 程,潜伏期长,设备破坏面广,往往对生产会造成 较大影响,因此各级生产管理部门要高度重视,将 循环水作为常态化管理。

下一篇:

中央空调的化学清洗

上一篇:

列管式换热器的结垢原因和清洗方法

打赏
免责声明
• 
本文仅代表作者个人观点,本站未对其内容进行核实,请读者仅做参考,如若文中涉及有违公德、触犯法律的内容,一经发现,立即删除,作者需自行承担相应责任。涉及到版权或其他问题,请及时联系我们 service@88xi.cn