循环水换热器内漏原因分析及解决措施

张玉聪

【摘要】本文首先介紹了循环水换热器介质泄漏后对水质的影响，然后介绍了泄漏原因分析，最后介绍了解决措施。

【关键词】循环水换热器，内漏，原因分析，解决措施

一、前言

循环水换热器泄漏是影响炼化企业循环水水质的一个重要因素。分析内漏的原因并找到解决措施是非常重要的。

二、循环水换热器介质泄漏后对水质的影响

循环水换热器泄漏后对系统水质造成的危害。工艺介质泄漏后容易在冷换设备的管壁表面形成一层油膜，从而影响设备的传热和冷却。另外，泄漏介质与循环水中的悬浮物结合生成污垢，特别是以水流较慢的部位污垢沉积最多。而污垢和水垢导热系数远远低于金属管的导热系数，因此降低了冷换设备的传热效率，不但影响装置正常运行，而且是装置能耗大幅增加。泄漏初期，循环水系统仅表现为浊度、COD迅速升高，有时会伴有异味，油含量升高，泄露时间长时泄漏介质会被微生物所消耗，迅速繁殖细菌，细菌的代谢产物及其所黏附的泥沙形成了危害更大生物粘泥，因为生物粘泥附着的地方，将成为垢下腐蚀的部位，最终造成设备腐蚀穿孔，导致工艺介质泄漏污染系统循环水，对循环水系统造成极大的危害。由于工业水排放量有限，被污染的循环水或经过杀菌处理的的得不到及时的排放，以及泄漏源得不到及时的处理，形成恶性循环，对冷换设备长周期安全运行造成较大威胁由于近年来加工哈国高硫原油等原应造成设备腐蚀严重，循环水系统泄漏发生较频繁。而泄漏的工艺介质种类较多。有渣油、蜡油、柴油、汽油等液态馏分，还有油气、富气、酸性气等气态介质。

循环水换热器物料泄漏后的表面特征炼油厂各类循环水换热器泄漏后会造成循环水系统水质发生异常变化，其主要原因是它在水中发生了化学、物理反应，由于泄漏介质的性质不同，发生的反应就不一样，呈现出的现象也不一样，对水质造成的也不一样。下面是我们根据几年的查漏经验总结的不同类型的工艺介质泄漏后的不同的现象和监测方法。

芳香烃类换热器泄漏：炼油厂二循所带的对二甲苯装置，半再生重整装置所带的芳香烃类换热器较多，芳香烃类换热器泄漏后最明显的特征是水质变红，各项水质指标如浊度、悬浮物、COD、和腐蚀速率等相应上升。在冷却塔下有特殊的芳香味。重点监测项目：COD悬浮物、余氯。

气态烃：炼油厂三循所带的有气态烃换热器，一般气态烃类物质泄漏与循环水中的氯和溴等氧化剂立即反应，余氯会立即下降，经冷却塔喷淋后有异味，如果泄漏量大，上塔立管可听见气体的声音。重点监测项目：余氯和加氯量。

重油（如渣油和油浆）：炼油厂三套循环水场均带有重油或油浆换热器，特别是二循、三循较明显，如重油换热器发生泄漏后水体总量呈黑色，浊度大幅提高，油含量依泄漏程度有所提高，对系统加氯量有一定影响。重点监测项目：浊度、油含量、余氯、和加氯量、COD、悬浮物。

蜡油和重柴油：蜡油和重柴油换热器主要分布在一循、三循所带的一套、二套常压和重油催化装置，该类换热器发生泄漏后会使水体变成灰白色，有黄色的浮沫，浮沫较多时手感较粘，浊度与油含量均有上升，加氯量上升余氯下降。重点监测项目：浊度、油含量和余氯加氯量、COD。

轻柴油：轻柴油换热器主要分布在一、二、三循均有分布，轻柴油泄漏后水体变成灰白色，并有黄色的泡沫，泄漏后水体乳化较严重，浊度上升较快，油含量升高，水面有明显的彩色油光，加氯量随油中的硫含量的多少而不同，但装置COD变化不明显。重点监测项目：浊度、油含量和余氯加氯量。

酸性气或酸性水：酸性气或酸性水主要分布在三循所带的重油催化和二循所带的一二套污水汽提装置，酸性气泄漏后，水体PH值下降较快，余氯变化明显，泄漏量较大时水体能闻见明显的臭鸡蛋气味。重点监测项目：PH值、COD、余氯。

氨泄漏：氨类换热器主要分布在炼厂二循所带的一二套污水汽提装置，氨类换热器泄漏后PH值上升，泄漏时间较长后，加氯量变化较明显，余氯偏低，总铁升高，泄漏量达到一定程度时，冷却塔附近有氨味，主要监测项目：浊度、余氯、PH值。

汽油：汽油换热器存在于我厂一二三循，汽油为C4-C20组分，汽油组分中含有少量的轻组分，泄漏量较大时，循环水颜色会变成黑红色。汽油的挥发性强，通过凉水塔能闻到较浓的汽油味到。汽油组分泄漏好COD上升，余氯下降。主要监测项目：COD、余氯、和油含量。

润滑油：润滑油换热器泄漏后最明显的特征是水体乳化，水质中COD含量会迅速增加，浊度和油含量迅速升高，另外由于润滑油大多是机泵使用投加量较少，泄漏后设备润滑油油位会迅速降低，主要监测项目COD、余氯、和油含量

三、泄漏原因分析

（1）换热器列管内存在较多水垢，降低了换热器内的水流速和传热效率，并引起垢下腐蚀和加快腐蚀速度。

（2）换热器管板表面及列管内存在较多污垢，造成微生物腐蚀。

（3）通过对换热器检查后发现：碳钢及不锈钢管板金属表面上产生小孔，即点蚀。将闪蒸气冷却器列管材质更换为304后，使用寿命也仅2个月，经分析为Cl-腐蚀。

（4）一般来说，新换热器投用之前，需要经过碱洗、清洗、酸洗、中和、清洗、预膜（如果不能立即投用需钝化）流程，国宏公司缺少这1套流程。由于检修时间短，系统检修完成后，未对循环水系统进行预膜处理即投用，加剧了换热器腐蚀。

四、解决措施

（1）采用物理清洗和高压清洗的方法，对原有的换热器进行了彻底清洗。对化学清洗过的设备，酸洗完之后及时用清水进行清洗置换；水洗干净后，随即对换热器进行预膜或钝化处理。以往清洗时，只注重对换热器的清洗，而不注重清洗之后的置换，特别是酸洗之后的中和、清洗，以及对清洗效果的检查。事实证明，酸洗之后不清洗，对换热器的腐蚀更严重。

（2）对投用前的新换热器进行碱洗、清洗、酸洗、中和、清洗、预膜处理，使其金属表面形成均匀的金属钝化膜。

（3）清洗后的换热器表面处于活化状态，容易遭受腐蚀，需要预膜处理。此次大修前，制定了循环水清洗预膜方案，停车前循环水投加杀菌剥离剂、清洗剂，将循环水系统中的缓冲池和蓄水池清洗干净，再补充一次水。停车后，对各台换热器进行彻底清洗。大系统开车前，对循环水系统进行了比较规范的预膜；期间及时地分析预膜剂浓度，添加预膜剂，预膜完成之后，再加一次水并将缓蚀剂调节至正常值，将循环水pH提高至8～9，循环水系统转入正常运行。

对泄漏源进行处理查处泄漏源后，及时有效的处理非常关键，在条件容许的情况下应立即采取措施切除泄漏源，并进行机械冲洗、并排放污油，必要时进行化学清洗和对循环水换热器进行重新预膜，使水质尽快转正常。尽最大努力减少循环水泄漏对系统带来的影响。对于查处泄漏换热器首先要关闭或切断泄漏源。对查到的内漏的换热器应立即进行检修处理，对于因工艺需要无法切除的换热器要控制增加COD、油含量、异氧菌和余氯的监控频次，并采用氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂相结合的办法严格控制COD和异氧菌，防止腐蚀加剧，控制粘泥量，要及时观察循环水中的水质变化情况，并针对系统内油污较多的情况，除了采取排污、溢流和人工撇油等措施，还需投加除油剂。在粘泥控制方面，要增加非氧化型杀菌剂的使用频率和剂量，加强系统细菌的控制和粘泥的剥离，通过系统的大量排放，降低系统粘泥量。在缓蚀保护方面，应根据泄漏介质的特点，加大缓蚀阻垢药剂的投加量，减少设备的腐蚀。

五、结束语

建立一种快速有效的查漏分析手段，并采取措施相应的防范措施就可以有效阻止循环水水质恶化。而了解内漏的原因则可以快速的查漏。

参考文献

[1]HG25004-91《换热器维护检修规程》，中华人民共和国化学工业部设备维护检修规程

[2]SHS01009-2004《管壳式冷换设备维护检修规程》