监测换热器在玉门炼化循环水系统的应用

2017-03-05孙岩中国石油玉门油田公司炼油化工总厂动力车间甘肃酒泉735000

化工管理 2017年1期

孙岩(中国石油玉门油田公司炼油化工总厂动力车间，甘肃酒泉 735000)

监测换热器在玉门炼化循环水系统的应用

孙岩(中国石油玉门油田公司炼油化工总厂动力车间，甘肃酒泉 735000)

监测换热器是在实际工业生产中，模拟运行换热器工况的检测设备，其在循环水系统中的应用，能够预测总厂换热器的腐蚀及结垢趋势。同时，通过监测换热器的使用，也能反映出循环水系统管理上的利弊。本文通过现运行监测换热器的原理、特点和现场应用得到的数据进行对比分析，得到有效的评价和指导作用。

监测换热器；循环水；腐蚀；结垢

监测换热器是模拟生产条件下，换热器在利用现有循环水冷却生产物料过程中，腐蚀与结垢的现场监测设备。可根据其运行过程中腐蚀结垢的情况，预测工艺生产过程中，换热器腐蚀和结垢的发展趋势，为及早调整水质和水处理配方提供有效的依据，可直观地评价循环水水质的优劣。

为此，动力车间在2015年5月购进2台JHQ-IIZ型智能化监测换热器及配套的自动加药系统，分别对东区循环水东供水系统和西供水系统进行实时监测与加药控制。

1 JHQ-IIZ型智能化监测换热器工作原理

监测换热器是模拟生产装置中热交换器的操作参数设计的，其安装在循环冷却水系统的旁路上，换热管采用与生产装置换热器相同的材质，利用常压饱和蒸汽作为热介质，对循环水的水质进行监测。通过对流经监测换热器的循环水的水流量、进水口温度、出水口温度、热介质温度的监测，测试出污垢热阻和污垢沉积速率；采用线性极化法对腐蚀率进行不间断监测；同时可根据选择对循环水的进口温度、出口温度、蒸汽温度、流量、电导率、pH值、浓缩倍数、浊度等参数进行在线监测，根据监测的数据来评定循环水系统投加药剂的性能，调整循环水化学处理方案，确保循环水系统对装置中的换热器结垢和腐蚀控制在一定的允许范围。

为了与总厂实际运行相符，我们设置进水温度为东区循环水供水温度，出水温度与进水温度温差控制在8-12℃，模拟循环水流量为1300 L/h。进水与出水视窗内分别悬挂3组(每组2片)材质为H62黄铜、20#碳钢和316L不锈钢实验挂片，尺寸为50×25×2mm。模拟换热器管束为2根，材质分别为20#碳钢和316L不锈钢，尺寸为Φ19×2×1050mm。

污垢热阻和腐蚀速度的测定按照HGT 2160-2008《冷却水动态模拟试验方法》进行计算，所得的结论可以评价循环冷却水水质处理是否恰当。电导率、浊度、pH值为水质探头实时测量得到的动态水质数据。

2 监测换热器实际应用数据分析

目前，东区循环水东供水系统主供催化和焦化，水质由东监测换热器监测；西供水系统主供汽油加氢、柴油加氢及制氢、航煤加氢、重整、聚丙烯、苯抽提、常减压、四合一和东区风，水质由西监测换热器监测。经过半年的监测试运行，得到以下数据不锈钢：监测换热器出口腐蚀率5.3940×10-5；进口腐蚀率2.6970×10-5；GB50050-95国标值≤0.005；合格。

#20碳钢：监测换热器出口腐蚀率0.0100；进口腐蚀率0.0094；GB50050-95国标值≤0.125；合格。

铜：监测换热器出口腐蚀率0.0043；进口腐蚀率0.0039； GB50050-95国标值≤0.005；合格。

以上数据为挂片称重计算所得，通过设备腐蚀速率仪观测得到水质腐蚀率在0.825～0.100mm/a,基本在国标范围内。

通过以上计算和仪器监测数据可以看出，总厂循环水水质对于厂内不同材质的换热设备及管道的腐蚀率均低于国标值，水质腐蚀性能合格，满足现场需求。

在对循环水的污垢热阻、电导率、污垢沉积率、浊度和pH值进行三个月的在线监测后，发现：

污垢热阻在0.7122-1.0288(千卡/米2.时.℃)-1；电导率在1400-2000us/cm2；污垢沉积率在0.25～7.47mcm；浊度在14～27；pH值在7.74～8.35。

根据HG/T2160-2008《冷却水动态模拟实验方法》和HG/T3130-2003《中国石化水化学分析标准》对于循环水现场评价监测指标与在线监测数据对比全部合格，并得如下结论：

(1)腐蚀性：总厂循环水对于不锈钢的腐蚀程度较低，说明水中氯离子的控制还是比较好的，这个数据从化验室对氯离子日常监测数据可以看出；#20钢在总厂循环水中的腐蚀程度仅次于不锈钢，基本满足生产需要；铜在循环水中腐蚀程度虽然在指标范围内，但是腐蚀余量较小。

(2)结垢性：总厂循环水对于设备的结垢程度随着时间的推移逐渐在增多，但是导热性能和污垢的沉积速率还是在指标范围内，如果按照这个增长趋势结合水的浊度、pH值、换热温度、实验管道材质、成垢物的主要成分等数据模拟推演下去，可以对总厂换热设备使用与维护起到重要的意义。

(3)水质的优劣：总厂循环水在监测实验期间，电导率和浊度随着时间的增加，数值趋势也在上升。结合7月～9月现场实际情况，循环水的温度、pH值、光照等因素都比较适合微生物的生长繁殖，凉水塔及隔油池都有少量绿藻附着。同时发现实验结束后探头、挂片和实验管束内都附着了一些生物黏泥，所以根据监测换热器在线数据分析，可以提前预估循环水微生物的生长繁殖趋势，并通过投加药剂的种类和数量得到及时有效的抑制。