淺談循環水換熱器的腐蝕與防護

石福琛，馮李楊，蔣 毅

（玉門油田分公司煉油化工總廠，甘肅酒泉 735200)

淺談循環水換熱器的腐蝕與防護

石福琛，馮李楊，蔣 毅

（玉門油田分公司煉油化工總廠，甘肅酒泉 735200)

分析了循環水系統存在的問題及換熱器腐蝕的原因，并相應的提出了解決方案。

循環水；腐蝕；結垢

換熱器是煉油化工設備中常見的設備，而循環水換熱器在換熱設備中又占有較大的比重，因此，水冷器的高效平穩運行，對煉油裝置的安全平穩運行有著至關重要的作用。MTBE裝置在2016年大檢修期間循環水冷卻器有不同程度的腐蝕，導致循環水冷卻器管束結垢、管束泄漏的情況發生，循環水腐蝕結垢嚴重影響了換熱器的換熱效率和裝置的長周期安全運行。冷卻水在循環系統中的不斷循環，由于循環水的水質、循環水的流速等諸多元素的影響，造成了循環水冷卻器黏泥、結垢、腐蝕等現象的發生。

1 循環冷卻水系統存在的問題及其原因分析

1.1 金屬腐蝕

所謂金屬腐蝕，簡而言之就是金屬發生了電化學反應，從根本上來說就是金屬單質被氧化形成化合物，它會降低金屬的強度、塑性、韌性等力學性能。因此金屬腐蝕嚴重影響著換熱器的使用壽命，導致換熱器泄漏，對換熱器的影響最大，對裝置安全平穩運行影響最大

1.2 水垢沉積

水垢就是循環水中無機鹽結晶后附著在管壁的物質。循環水中有大量的無機鹽，如：碳酸鈣、硫酸鈣等，它們會隨著循環水溫度的升高而溶解度降低從循環水中析出或者由于循環水的蒸發而達到過飽和程度而析出，這些鹽類析出后會附著在循環水線內壁凹凸不平的小坑上（管線內壁有一定的粗糙度），并以此為基礎逐漸增長。

1.3 微生物黏泥

與水源水體相比較而言，冷卻水系統中的微生物種類和數量更多，幾乎所有的水生微生物在冷卻水系統中都有發現。它們主要是細菌類的菌群、藻類和各種原生動物。它們能產生一種膠狀的、黏性的或黏泥狀的物質，導致生物黏泥的形成，常附著在換熱器的封頭和管束間。

2 解決循環水換熱器中存在問題的辦法

2.1 金屬腐蝕的控制

2.1.1 添加緩蝕劑抑制腐蝕

所謂緩蝕劑，就是抑制腐蝕介質（循環水）中抑制金屬腐蝕的添加劑。它能有效地降低金屬的腐蝕速率，并且緩蝕劑的添加量很低，只要在循環水中少量的加入就能有效地控制金屬腐蝕，因此緩蝕劑不會影響到水質和循環水的有效利用，且不需要添加輔助設備，是最為簡潔且經濟有效的辦法。

2.1.2 犧牲陽極陰極保護

犧牲陽極陰極保護是將活性不同的兩種金屬連接后，處于同一電解質中，活性強的金屬失去電子，受到腐蝕，活性差的金屬得到電子受到保護。由于在這一過程中，活性強的金屬被腐蝕，所以稱為犧牲陽極陰極保護。

石化換熱設備的接觸介質一般為冷卻水、油品、污水等，所需保護電流一般相對較小，因而多選用犧牲陽極的陰極保護方法，一些特殊的換熱器（如濃硫酸冷卻器）也采用外加電流的陰極保護措施，對大型油罐區、地下管線、大型設備的保護，多選用外加電流的陰極保護方法。下面主要介紹換熱設備的犧牲陽極陰極保護方法：

（1）犧牲陽極陰極保護方法的前期準備工作。主要包括：冷卻水系統的水溫、流速、冷卻水中各種成分的含量、換熱設備的各部分材質、面積、換熱管直徑和數量等數據的收集，換熱設備的結構、浸水面積的相關參數及維修周期、其他防腐措施等。

（2）陽極選用：在工業冷卻水系統中一般選用鎂合金犧牲陽極和鋁合金犧牲陽極。

（3）犧牲陽極的安裝

如圖1 所示，犧牲陽極安裝在封頭內每個小于400mm×400mm面積管板的密閉空間安裝一支，大于400mm×400mm面積管板的密閉空間按照比例增加陽極數量，每個密閉空間中至少安裝一支；安裝在空間中心位置，將陽極兩端鐵柄焊接在封頭內隔板中間、靠近管板一側。

圖1 犧牲陽極安裝示意圖

2.2 水垢的控制

2.2.1 添加循環水過濾設備

2.2.2 定期對循環水水質進行分析監測

采樣分析循環水中的各項指標，及時向供水單位反映，以便供水單位及時調整藥劑加注量。

2.2.3 定期對水塔進行沖洗

因為水塔是敞開的，它會吸收空氣中的灰塵，其次循環水循環過程中會產生泥沙等物質，泥沙會在水塔中沉積，因此必須對水塔進行定期沖洗。

2.2.4 控制循環水流速

流速較大時，可沖去沉積在金屬表面上的腐蝕、結垢等生成物，但同時使氧向金屬表面擴散的量增加，造成金屬腐蝕，水流速過小，導致水中污垢的沉積，同時降低了換熱器的換熱效率，因此控制循環水的流速顯得尤為重要，一般冷卻水流速控制在lm/s。

2.3 微生物的控制

2.3.1 選用耐腐蝕材料

通過表面處理技術在循環水管線和換熱器灌輸內壁涂一層防腐涂層來提高防腐性能。

2.3.2 投加化學殺生劑
投加化學殺生劑以降低微生物的活性，破壞微生物的霉，以降低微生物的繁殖速率。

3 結束語

根據冷換設備的腐蝕情況，采用不同的保護方法，可以獲得最佳的經濟效益。這就需要在實際工作中不斷地總結研究把冷換設備的腐蝕損失降低到最低程度。

Discussion on Corrosion and Protection of Circulating Water Heat Exchanger

Shi Fu-chen，Feng Li-Yang，Jiang Yi

The problems of circulating water system and the causes of corrosion of heat exchanger are analyzed，and the solutions are put forward.

circulating water；corrosion；scaling

TQ051.5；TE986

A

1003–6490（2017）11–0132–02

2017–09–09

石福琛（1984—），男，甘肅酒泉人，工程師，主要從事設備管理維修工作。