炼油厂循环水换热器结垢腐蚀现状及原因分析

马洪岩

摘 要：腐蚀和污垢是影响循环水系统正常运行的常见问题，在循环水系统的任意一个部位都有可能发生。因此为了有效地保障换热器的运行效率，使其可以高质量地顺利运行，就必须要对其运行当中的腐蚀以及污垢问题进行全面详细的检查与研究，并且在这一基础之上对循环水系统的运行状况进行综合的评价，采取措施预防其出现腐蚀以及污垢的问题，为设备的长期稳定运行提供全面的保护措施。

关键词：炼油厂循环水;换热器;结垢腐蚀

前言：目前在进行工业生产中经常出现换热器结垢的问题，这一问题也对我国化工企业的经济发展造成了非常重大的影响。因此当下国内外的研究人员都非常重视对换热器效率的研究问题。同时在化工行业中设备出现腐蚀问题还会导致其部件出现裂缝，影响其使用年限，严重的甚至会导致生产事故等危害发生。笔者对炼油厂循环水换热器结垢腐蚀现状及其原因进行了研究，提出了以下观点，仅供参考。

一、循环水换热器结垢腐蚀原因

大多数炼油厂都会使用循环水系统，其主要是使用换热器来进行热交换，将产品加热或者冷却。由于水本身的特性，因此往往将水资源作为换热的介质。但是由于长期运行的循环水极其容易出现腐蚀的问题，导致设备的使用以及运行受到严重的影响，同时也会影响到炼油产的安全生产以及经济收益。

（一）电化学反应导致腐蚀问题

以钢铁为主材料的循环水设备，往往会由于电化学反应导致腐蚀问题出现。金属元素相对较活泼，因此铁原子极其容易形成铁离子，铁离子在接触到水之后就会溶于水中，这就会导致设备被腐蚀的现象发生。同时由于电子和水又可以发生作用，这就导致设备被腐蚀的问题不断加重。在宏观的主要现象就是设备出现铁锈导致其自身的质量变薄，强度受到明显的影响导致其强度降低，在不断出现的铁锈腐蚀作用下，会导致设备的质量不断变薄，强度不断降低，在严重情况下还会导致设备被锈穿，从而导致生产事故发生。同时水中溶解的其他阳离子也会与其他元素发生反应，导致水垢问题出现，在水垢出现的同时还存在铁锈，就会导致垢下腐蚀的问题出现，从而导致整体的管道堵塞。同时，如果水垢出现在设备的表面，还会导致换热器的工作效率受到严重影响，从而导致资源浪费的问题出现。

（二）微生物

在系统中，微生物过多也会导致换热器的腐蚀。在循环水系统中，金属微生物的腐蚀不仅相对均匀，而且应力腐蚀和缝隙腐蚀也较为普遍，其中电气腐蚀最为普遍。在实际运行中，硫酸盐还原菌、铁细菌和硫氧化菌对低碳钢和铁具有较强的腐蚀作用。铁精菌是耗氧菌，在其耗氧过程中，当生锈时，氧气的扩散产生抑制作用，使金属在锈蚀状态下长期处于缺氧状态，并在形成氧浓度差分电池时引起腐蚀。微生物活动会对设备产生重要的影响。换热器中的水质经过较长的周期循环运行之后，会含有非常高浓度的矿物质以及有机物，同时由于换热器中的水温合适，满足这些微生物的生长要求，就会进一步促进微生物的生长。这些微生物会与设备表面的金属发生作用，从而参与到电化学的腐蚀反应当中，从而进一步加剧电化学腐蚀的进度。同时微生物的体液还会与尘土等方面的杂质相结合形成粘泥，粘在金属的表面上，同时由于粘泥导致金属的上下表面的氧气浓度含量不同，导致其形成氧浓差电池。垢下腐蚀是一种缝隙腐蚀，只有粘泥的形式，才会发生腐蚀。同时水垢的规模的形成对换热器的换热效率有很大的影响。

（三）换热器流速过低

对于换热器而言，由于流速较慢，使得异物不易在管束和管束流入口部位积聚，在罐体介质高温的影响下固化，从而产生污垢和堵塞问题。针对这一问题，需要优化今后生产中的各种工艺常数，并在保证装置总循环恒定的基础上，控制不同循环水换热器的冷却后温度，实现不同热交换器水循环流速的控制。同时，应尽可能提高换热器的压力，降低结垢和堵塞的可能性。为了使机械设备的工作效率提升，就必须要保障换热器的流速，从而使工作效率以及工作质量得到全面的保障。

二、腐蚀防护对策

目前对于腐蚀问题有着两种防护途径，第一种是使用药剂将水质优化，将水质提纯，从而减少腐蚀问题的出现。目前在循环水中的添加药剂主要有缓蚀剂、阻垢剂等方面的药剂;第二种则是对设备本身进行有效的防腐处理，在设备的表面添加涂层，从而有效地提高金属表面的耐腐蚀的性能。

（一）缓蚀剂

使用缓蚀剂可以有效地通过两种方式来达到防腐蚀的要求。第一种是缓蚀剂与金属表面发生钝化反应，之后在金属表面形成一层保护膜，将电化学反应等方面阻挡在外，避免由于金属表面受到腐蚀。目前缓蚀剂主要分为有机类或者无机类。有机类的缓蚀剂主要包括氨类、醛类等方面，这一部分缓蚀剂通常具有极性基团以及非极性基团。无机盐类化合物是无机缓蚀剂，通过使用这类缓蚀剂，可以使金属表面的阴极区出现一层沉淀膜，可以有效地压制腐蚀反应。同时这类缓蚀剂还可以在金属表面形成一层钝化膜，从而使金属腐蚀进程得到有效的控制。为了使缓蚀效果可以满足相关的需求可以通过对缓蚀剂进行复配，从而使其可以满足使用的要求。

（二）阻垢剂

目前的阻垢剂大多由高分子类物质构成，主要分为天然高分子以及合成高分子。目前的阻垢剂中一般都会添加酚羟基和羧基，这两类物质可以有效地抑制晶体形成。但是由于天然高分子容易降解同时需要大量使用的缺点，在使用这一物质时，必须要对其进行接枝等方式有效地提高其阻垢效果。通过大量的试验可以了解到，对阻垢剂进行复配可以有效地提高其阻垢效果，进一步降低出现污垢的几率。

（三）涂层

目前对于金属表面进行涂层的处理手段有以下几种。在金属表面涂上惰性金属，从而保证金属表面的防腐性能得到有效的提高。目前这方面的金属主要选择镀铜等材料。或者还可以在金属表面上使用防腐涂料，同时在使用之前还要将涂料的性能进行全面的加工，提高其防腐性能。目前大都是用纳米技术对涂层上的防腐材料进行改性操作，从而使其综合性能得到有效的提高。通过改善涂层的机械强度、硬度、附着力等方面的性能，可以有效地提高机械设备的抗老化性以及使用寿命，使机械设备的防腐能力得到有效的提高。目前还存在着使用微弧氧化等方面的方法，通过大量的试验之后都得到了较为良好的效果。但是目前对于生产成本等方面的内容还没有进行详细的研究，还需要相关人员进行进一步的探索研究，从而有效地得到相关的结果。

结语：换热器是化工生产过程中不可缺少的设备。随着我国经济水平不断提高，对石油、天然气等资源需求量也在增加，而这些资源都不能满足人们发展需要时就会用到换热器了;因此要节约能源和保护环境成为现在重点关注对象之一。循环水在工业领域中有效地回收利用可再生能源并能为其他产业带来良好效益从而促进国民经济增长以及环境保护做出贡献的作用。换热器是石油化工工程中的重要组成部分，在石化行业中有着举足轻重地位，换热设备运行过程中会出现结垢现象。通过对该工艺流程特点、腐蚀状况以及原因做了分析并提出相应解决措施;能够促进我国化工企业的发展，从而可以有效的减少环境污染问题带来的影响，从而进一步推动我国化工行业的发展与进步。

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