循环冷却水系统垢样分析结果探讨

彭 卫 贺春梅 何 军 王鲁飞

(乌石化公司研究院，新疆 乌鲁木齐 830019)

0 引言

在循环水系统中，污垢主要由水垢、淤泥、腐蚀产物和生物沉积构成，其沉积于换热器表面增大了表面粗糙度，降低传热效率，会使金属表面换热器出现垢层腐蚀和局部腐蚀，严重威胁换热设备的安全运行，同时增大了设备维护费用。因此需要对这些污垢的组份进行分析，根据垢样因子，大致判断出冷却水系统的水冷却器腐蚀、结垢倾向，从而制定相应的循环冷却水系统控制措施，减缓冷换设备腐蚀和结垢问题发生的机率，从而确保生产装置高效长周期运行[1,2]。

1 检修期间水冷器检查及垢样分析情况

某年9月炼厂检修期间对芳烃装置打开的17台水冷器做了调查，大部分水冷器均有不同程度的腐蚀。其中16台有较大程度的腐蚀，如E-407从前一年8月检修后投用，先后泄漏3次，于当年5月23日更换管束，但四个月后即9月份检修时可见一层锈；E-207从前一年8月检修后投用到当年1月12日因泄漏更换管束，到9月检修时仅8个月时间就已表现出严重的腐蚀状态，镁块全部腐蚀掉，管束大部分堵塞。从E-407、E-207所取垢样分析结果也说明：腐蚀为主要问题，其中E-407管程Fe2O3为72.38%，E-207管程Fe2O3为68.59% 。E-213也因腐蚀多次泄漏，EA-302/B腐蚀严重，管束堵塞，其中锈镏最大可达Φ3cm，封头上布满锈镏。垢样分析结果见表1。

垢样中的各种成分的质量分数反映某种倾向，三氧化二铁含量为腐蚀因子，反映腐蚀情况；550℃灼烧失重为污泥因子，反映微生物状况和污泥危害；酸不溶物表示泥沙沉积情况；氧化钙、氧化镁、五氧化二磷含量为结垢因子，反映结垢情况[3]。垢样的腐蚀因子、污泥因子、酸不溶物和结垢因子所占比例以EA-302A、E-306和EA-107为例见图1。

17个垢样分析结果中，Fe2O3含量在70%以上的占8台，Fe2O3含量在60%～70%占3台，Fe2O3含量在50%～60%之间占4台，Fe2O3含量在50%以下的占2台，说明水冷器腐蚀所占的比例大。

表1 垢样分析结果

图1 设备垢样因子分布图

由图1可见腐蚀因子在冷换器垢样中所占比例大于70%。设备腐蚀较严重。

2 水冷器的泄漏及垢样检测结果

某年炼厂芳烃装置水冷器共泄漏11次(截止11月底)，其中重整6次，PX5次。

对泄漏切换出的水冷器，所取垢样做了分析。结果见表2，垢样的腐蚀因子、污泥因子、酸不溶物和结垢因子所占比例见图2。

图2 设备垢样因子分布图

由图2可见，垢样组成中腐蚀因子大于60%占比例较高的有3台换热器，污泥因子在8%～18%之间，结垢因子在0%～16%；属于腐蚀型，设备有垢下腐蚀倾向。

芳烃E-407和E-405的进口、出口其酸不溶物所占比例较大在40%～60%之间，腐蚀因子Fe2O3含量在10%～30%之间，污泥因子在6%～17%，其它成份所占比例较少，从E-405的进口、出口垢样外观上看为灰褐色稀泥状，有油味，说明垢样含有的泥沙较多，少许的腐蚀产物。

3 现状探讨

根据以上数据，炼油厂循环水系统可能出现以下状况：

(1) 日常水质运行管理失控，导致系统腐蚀因子占垢样组分的大头。

(2) 日常水处理药剂的投加管理失控，引发系统呈腐蚀型的状态。

(3) 日常系统查漏不到位，使系统长期处于介质泄漏的运行状态，导致腐蚀加剧。

(4) 日常泄漏处理措施不符合现场系统实际，即使系统进行了泄漏处理也不能缓解泄漏对系统的影响。

(5) 日常水处理药剂与系统现状不匹配，需进行调整。

(6) 由于垢样数据中酸不溶物所占组分比例较高，需在大检修期间对系统进行设施的防腐处理，日常旁滤设施运行需加强管理。

4 结论

通过垢样数据分析，24个垢样中腐蚀因子Fe2O3含量大于50%的有19个，占所采垢样冷换器总数的76%，说明炼油冷却水系统垢样主要以腐蚀型为主。因此，炼油循环水系统需要解决的主要问题是系统的腐蚀问题。

[1]周本省. 工业水处理技术[M]. 北京:化学工业出版社,2002:40.

[2]董其伍. 换热器[M]. 北京:化学工业出版社,2009:169-170.

[3]金熙,项成林,齐冬子. 工业水处理技术问答[M].北京:化学工业出版社,2010:318.