監(jiān)測換熱器在玉門煉化循環(huán)水系統(tǒng)的應用

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

監(jiān)測換熱器在玉門煉化循環(huán)水系統(tǒng)的應用

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

監(jiān)測換熱器是在實際工業(yè)生產(chǎn)中，模擬運行換熱器工況的檢測設備，其在循環(huán)水系統(tǒng)中的應用，能夠預測總廠換熱器的腐蝕及結垢趨勢。同時，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)運行監(jiān)測換熱器的原理、特點和現(xiàn)場應用得到的數(shù)據(jù)進行對比分析，得到有效的評價和指導作用。

監(jiān)測換熱器；循環(huán)水；腐蝕；結垢

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，腐蝕與結垢的現(xiàn)場監(jiān)測設備。可根據(jù)其運行過程中腐蝕結垢的情況，預測工藝生產(chǎn)過程中，換熱器腐蝕和結垢的發(fā)展趨勢，為及早調整水質和水處理配方提供有效的依據(jù)，可直觀地評價循環(huán)水水質的優(yōu)劣。

為此，動力車間在2015年5月購進2臺JHQ-IIZ型智能化監(jiān)測換熱器及配套的自動加藥系統(tǒng)，分別對東區(qū)循環(huán)水東供水系統(tǒng)和西供水系統(tǒng)進行實時監(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)設計的，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，利用常壓飽和蒸汽作為熱介質，對循環(huán)水的水質進行監(jiān)測。通過對流經(jīng)監(jiān)測換熱器的循環(huán)水的水流量、進水口溫度、出水口溫度、熱介質溫度的監(jiān)測，測試出污垢熱阻和污垢沉積速率；采用線性極化法對腐蝕率進行不間斷監(jiān)測；同時可根據(jù)選擇對循環(huán)水的進口溫度、出口溫度、蒸汽溫度、流量、電導率、pH值、濃縮倍數(shù)、濁度等參數(shù)進行在線監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)來評定循環(huán)水系統(tǒng)投加藥劑的性能，調整循環(huán)水化學處理方案，確保循環(huán)水系統(tǒng)對裝置中的換熱器結垢和腐蝕控制在一定的允許范圍。

為了與總廠實際運行相符，我們設置進水溫度為東區(qū)循環(huán)水供水溫度，出水溫度與進水溫度溫差控制在8-12℃，模擬循環(huán)水流量為1300 L/h。進水與出水視窗內分別懸掛3組(每組2片)材質為H62黃銅、20#碳鋼和316L不銹鋼實驗掛片，尺寸為50×25×2mm。模擬換熱器管束為2根，材質分別為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《冷卻水動態(tài)模擬試驗方法》進行計算，所得的結論可以評價循環(huán)冷卻水水質處理是否恰當。電導率、濁度、pH值為水質探頭實時測量得到的動態(tài)水質數(shù)據(jù)。

2 監(jiān)測換熱器實際應用數(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，水質由西監(jiān)測換熱器監(jiān)測。經(jīng)過半年的監(jiān)測試運行，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；進口腐蝕率2.6970×10-5；GB50050-95國標值≤0.005；合格。

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

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

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

通過以上計算和儀器監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，總廠循環(huán)水水質對于廠內不同材質的換熱設備及管道的腐蝕率均低于國標值，水質腐蝕性能合格，滿足現(xiàn)場需求。

在對循環(huán)水的污垢熱阻、電導率、污垢沉積率、濁度和pH值進行三個月的在線監(jiān)測后，發(fā)現(xiàn)：

污垢熱阻在0.7122-1.0288(千卡/米2.時.℃)-1；電導率在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《冷卻水動態(tài)模擬實驗方法》和HG/T3130-2003《中國石化水化學分析標準》對于循環(huán)水現(xiàn)場評價監(jiān)測指標與在線監(jiān)測數(shù)據(jù)對比全部合格，并得如下結論：

(1)腐蝕性：總廠循環(huán)水對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，這個數(shù)據(jù)從化驗室對氯離子日常監(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范圍內，但是腐蝕余量較小。

(2)結垢性：總廠循環(huán)水對于設備的結垢程度隨著時間的推移逐漸在增多，但是導熱性能和污垢的沉積速率還是在指標范圍內，如果按照這個增長趨勢結合水的濁度、pH值、換熱溫度、實驗管道材質、成垢物的主要成分等數(shù)據(jù)模擬推演下去，可以對總廠換熱設備使用與維護起到重要的意義。

(3)水質的優(yōu)劣：總廠循環(huán)水在監(jiān)測實驗期間，電導率和濁度隨著時間的增加，數(shù)值趨勢也在上升。結合7月～9月現(xiàn)場實際情況，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。同時發(fā)現(xiàn)實驗結束后探頭、掛片和實驗管束內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)量得到及時有效的抑制。

3 結語

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