監(jiān)測換熱器在玉門煉化循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用

孫巖(中國石油玉門油田公司煉油化工總廠動(dòng)力車間， 甘肅 酒泉 735000)

監(jiān)測換熱器在玉門煉化循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用

孫巖(中國石油玉門油田公司煉油化工總廠動(dòng)力車間， 甘肅 酒泉 735000)

監(jiān)測換熱器是在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，模擬運(yùn)行換熱器工況的檢測設(shè)備，其在循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠預(yù)測總廠換熱器的腐蝕及結(jié)垢趨勢。同時(shí)，通過監(jiān)測換熱器的使用，也能反映出循環(huán)水系統(tǒng)管理上的利弊。本文通過現(xiàn)運(yùn)行監(jiān)測換熱器的原理、特點(diǎn)和現(xiàn)場應(yīng)用得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得到有效的評(píng)價(jià)和指導(dǎo)作用。

監(jiān)測換熱器；循環(huán)水；腐蝕；結(jié)垢

監(jiān)測換熱器是模擬生產(chǎn)條件下，換熱器在利用現(xiàn)有循環(huán)水冷卻生產(chǎn)物料過程中，腐蝕與結(jié)垢的現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備?？筛鶕?jù)其運(yùn)行過程中腐蝕結(jié)垢的情況，預(yù)測工藝生產(chǎn)過程中，換熱器腐蝕和結(jié)垢的發(fā)展趨勢，為及早調(diào)整水質(zhì)和水處理配方提供有效的依據(jù)，可直觀地評(píng)價(jià)循環(huán)水水質(zhì)的優(yōu)劣。

為此，動(dòng)力車間在2015年5月購進(jìn)2臺(tái)JHQ-IIZ型智能化監(jiān)測換熱器及配套的自動(dòng)加藥系統(tǒng)，分別對(duì)東區(qū)循環(huán)水東供水系統(tǒng)和西供水系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與加藥控制。

1 JHQ-IIZ型智能化監(jiān)測換熱器工作原理

監(jiān)測換熱器是模擬生產(chǎn)裝置中熱交換器的操作參數(shù)設(shè)計(jì)的，其安裝在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的旁路上，換熱管采用與生產(chǎn)裝置換熱器相同的材質(zhì)，利用常壓飽和蒸汽作為熱介質(zhì)，對(duì)循環(huán)水的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。通過對(duì)流經(jīng)監(jiān)測換熱器的循環(huán)水的水流量、進(jìn)水口溫度、出水口溫度、熱介質(zhì)溫度的監(jiān)測，測試出污垢熱阻和污垢沉積速率；采用線性極化法對(duì)腐蝕率進(jìn)行不間斷監(jiān)測；同時(shí)可根據(jù)選擇對(duì)循環(huán)水的進(jìn)口溫度、出口溫度、蒸汽溫度、流量、電導(dǎo)率、pH值、濃縮倍數(shù)、濁度等參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)來評(píng)定循環(huán)水系統(tǒng)投加藥劑的性能，調(diào)整循環(huán)水化學(xué)處理方案，確保循環(huán)水系統(tǒng)對(duì)裝置中的換熱器結(jié)垢和腐蝕控制在一定的允許范圍。

為了與總廠實(shí)際運(yùn)行相符，我們設(shè)置進(jìn)水溫度為東區(qū)循環(huán)水供水溫度，出水溫度與進(jìn)水溫度溫差控制在8-12℃，模擬循環(huán)水流量為1300 L/h。進(jìn)水與出水視窗內(nèi)分別懸掛3組(每組2片)材質(zhì)為H62黃銅、20#碳鋼和316L不銹鋼實(shí)驗(yàn)掛片，尺寸為50×25×2mm。模擬換熱器管束為2根，材質(zhì)分別為20#碳鋼和316L不銹鋼，尺寸為Φ19×2×1050mm。

污垢熱阻和腐蝕速度的測定按照HGT 2160-2008《冷卻水動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)方法》進(jìn)行計(jì)算，所得的結(jié)論可以評(píng)價(jià)循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理是否恰當(dāng)。電導(dǎo)率、濁度、pH值為水質(zhì)探頭實(shí)時(shí)測量得到的動(dòng)態(tài)水質(zhì)數(shù)據(jù)。

2 監(jiān)測換熱器實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)分析

目前，東區(qū)循環(huán)水東供水系統(tǒng)主供催化和焦化，水質(zhì)由東監(jiān)測換熱器監(jiān)測；西供水系統(tǒng)主供汽油加氫、柴油加氫及制氫、航煤加氫、重整、聚丙烯、苯抽提、常減壓、四合一和東區(qū)風(fēng)，水質(zhì)由西監(jiān)測換熱器監(jiān)測。經(jīng)過半年的監(jiān)測試運(yùn)行，得到以下數(shù)據(jù)不銹鋼：監(jiān)測換熱器出口腐蝕率5.3940×10-5；進(jìn)口腐蝕率2.6970×10-5；GB50050-95國標(biāo)值≤0.005；合格。

#20碳鋼：監(jiān)測換熱器出口腐蝕率0.0100；進(jìn)口腐蝕率0.0094；GB50050-95國標(biāo)值≤0.125；合格。

銅：監(jiān)測換熱器出口腐蝕率0.0043；進(jìn)口腐蝕率0.0039； GB50050-95國標(biāo)值≤0.005；合格。

以上數(shù)據(jù)為掛片稱重計(jì)算所得，通過設(shè)備腐蝕速率儀觀測得到水質(zhì)腐蝕率在0.825～0.100mm/a,基本在國標(biāo)范圍內(nèi)。

通過以上計(jì)算和儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，總廠循環(huán)水水質(zhì)對(duì)于廠內(nèi)不同材質(zhì)的換熱設(shè)備及管道的腐蝕率均低于國標(biāo)值，水質(zhì)腐蝕性能合格，滿足現(xiàn)場需求。

在對(duì)循環(huán)水的污垢熱阻、電導(dǎo)率、污垢沉積率、濁度和pH值進(jìn)行三個(gè)月的在線監(jiān)測后，發(fā)現(xiàn)：

污垢熱阻在0.7122-1.0288(千卡/米2.時(shí).℃)-1；電導(dǎo)率在1400-2000us/cm2；污垢沉積率在0.25～7.47mcm；濁度在14～27；pH值在7.74～8.35。

根據(jù)HG/T2160-2008《冷卻水動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)方法》和HG/T3130-2003《中國石化水化學(xué)分析標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于循環(huán)水現(xiàn)場評(píng)價(jià)監(jiān)測指標(biāo)與在線監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)比全部合格，并得如下結(jié)論：

(1)腐蝕性：總廠循環(huán)水對(duì)于不銹鋼的腐蝕程度較低，說明水中氯離子的控制還是比較好的，這個(gè)數(shù)據(jù)從化驗(yàn)室對(duì)氯離子日常監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出；#20鋼在總廠循環(huán)水中的腐蝕程度僅次于不銹鋼，基本滿足生產(chǎn)需要；銅在循環(huán)水中腐蝕程度雖然在指標(biāo)范圍內(nèi)，但是腐蝕余量較小。

(2)結(jié)垢性：總廠循環(huán)水對(duì)于設(shè)備的結(jié)垢程度隨著時(shí)間的推移逐漸在增多，但是導(dǎo)熱性能和污垢的沉積速率還是在指標(biāo)范圍內(nèi)，如果按照這個(gè)增長趨勢結(jié)合水的濁度、pH值、換熱溫度、實(shí)驗(yàn)管道材質(zhì)、成垢物的主要成分等數(shù)據(jù)模擬推演下去，可以對(duì)總廠換熱設(shè)備使用與維護(hù)起到重要的意義。

(3)水質(zhì)的優(yōu)劣：總廠循環(huán)水在監(jiān)測實(shí)驗(yàn)期間，電導(dǎo)率和濁度隨著時(shí)間的增加，數(shù)值趨勢也在上升。結(jié)合7月～9月現(xiàn)場實(shí)際情況，循環(huán)水的溫度、pH值、光照等因素都比較適合微生物的生長繁殖，涼水塔及隔油池都有少量綠藻附著。同時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后探頭、掛片和實(shí)驗(yàn)管束內(nèi)都附著了一些生物黏泥，所以根據(jù)監(jiān)測換熱器在線數(shù)據(jù)分析，可以提前預(yù)估循環(huán)水微生物的生長繁殖趨勢，并通過投加藥劑的種類和數(shù)量得到及時(shí)有效的抑制。

3 結(jié)語

監(jiān)測換熱器在總廠循環(huán)水系統(tǒng)的使用，能夠讓我們及時(shí)了解循環(huán)水水質(zhì)存在的問題及隱患，可以讓我們在第一時(shí)間制定處理問題的方案，同時(shí)也為我們在循環(huán)水管理上提供科學(xué)有效的依據(jù)。

孫巖(1986- )，男，甘肅玉門人，助理工程師，研究方向：給水排水工程。