APP下载

柴油加氢装置循环氢水冷器管束泄漏原因及对策

2021-03-29雷锡峰王东锋焦敬雯

化工技术与开发 2021年3期
关键词:管板冷器管束

雷锡峰,王东锋,焦敬雯,高 飞

(中国石油广西石化分公司,广西 钦州 535000)

循环氢水冷器是柴油加氢装置里重要组成设备之一。某石油炼化公司240万t•a-1柴油加氢装置的循环氢水冷器管束多次出现泄漏,导致装置停工,给公司的平稳生产造成了很大影响。

柴油加氢精制工艺是对催化柴油和直馏柴油进行加氢精制,以改善产品质量,装置对原料中的硫含量变化具有一定的适应能力。本装置的循环氢水冷器,主要是高分气冷却后进入循环氢压缩机(K102),进行氢气循环。

1 循环氢水冷器的泄漏情况

循环氢水冷器E107A/B的2台管束2016年12月安装,材质是15CrMo,2017年1月装置开工投产。装置投产运行8个月后,在E107的循环水导淋检测出氢气和硫化氢,判断为E107管束出现泄漏。装置停工,拆开E107A/B管箱后,发现E107B水侧的管板有厚厚的结垢物,大部分管束被杂物堵住,E107A的管板较干净。此次共处理泄漏管子4处,处理E107B 的3根泄漏较大的管束及1处管口砂眼,全部进行了封堵,并根据水冷器的失效原因,采取相应的措施进行了处理。

2 取样分析及结果

泄漏的循环氢水冷器E107A/B采用的是串联方式。水冷器管程介质是来自动力部循环水车间的循环水,流速1.3m•s-1,设计入口温度34℃,出口温度44℃,运行压力450kPa;壳程介质为循环氢,材质为15CrMo,入口温度54℃,出口温度40℃,压力6.9MPa。

对管束的腐蚀位置采样,对腐蚀生成物进行分析。电子显微镜下腐蚀生成物形貌如图1所示。图2为管束生成垢物的成分能谱分析图,表1是检测元素的分析结果。从表1可以看出,管束内垢物主要含有 Fe、O、S 等,还含有微量的 C、Al、Cr、Cu等,其中C元素主要来源应为有机物质。在进行能谱分析确定相应的元素后,采用X射线衍射分析来确定具体的物质构成,结果见图3。与标准谱图进行对比后可知,腐蚀产物主要是晶体物质FeSO4•4H2O。

图1 电子显微镜下生成物形貌

图2 能谱检测分析图

表1 腐蚀产物成分的能谱分析结果

图3 X射线衍射分析结果

3 泄漏原因分析

1)将循环氢水冷器E107A/B的2台管束抽出来进行管束测厚,管束厚度为2.2~2.5mm,不存在均匀腐蚀减薄。

2)从检修过程看,E107A管束不漏,E107B管束泄漏,2台管束都不存在均匀腐蚀减薄。拆开管束后发现,E107B的水侧堵塞严重,管板上存在大量的结垢沉积物,干燥后形成黄泥状物质。日常运行中,压力低、流速慢的高浊度循环水流经管道时,黏泥发生沉积,管束里面的防腐涂层鼓包破裂后会形成点蚀。若泄漏的介质是硫化氢、油等,会在管板上形成大量的FeSO4•4H2O晶体,导致管束腐蚀加剧及堵塞,使得设备不能长周期运行,影响生产,从而造成经济损失。

3)循环水厂的循环水水质太差,携带的垢物、杂质太多,则会在管束内堆积,形成垢下腐蚀,导致循环氢水冷器E107B泄漏。

4 应对措施及建议

根据以上失效原因,提出以下应对措施:

1)循环水厂应提高循环水的压力及质量,力求达到循环氢水冷器所设计的水质标准及流速。大检修期间,彻底改造了循环水管网的分布,对循环水管网重新进行了优化和彻底的清洗,提高了循环水的压力、流速及质量。

2)循环氢水冷器E107管束内的防腐涂层可以有效解决管束的防腐问题。选择可靠的防腐材料涂层,并加强防腐的施工质量,可最大程度地延长管束使用寿命。

3)增加管束阳极保护棒。在循环水温度相同、阳极量相同的条件下,通过消耗阳极保护,补救因防腐涂层局部破坏导致的涂层破坏,解决腐蚀“热点”,实现防腐涂层和消耗阳极保护的双层保护。

通过以上3点措施,该冷水器的运行效率和防腐蚀状况得到明显的改善。

猜你喜欢

管板冷器管束
空冷器管束断裂失效分析
圆弧过渡段转角半径对挠性薄管板应力场影响的有限元分析
齐鲁石化氯碱厂采用干冰新技术清理空冷器
复合混流式中冷器性能研究
多频涡流检测技术在热网加热器性能评价中的应用
非对称布管的挠性管板应力分析及结构优化
放开管束孩子的手
探讨控制压力容器管板焊接变形的方法关键思路分析
制动管束的设计要点及在装配中的优点
铝合金空-空中冷器符合翘片管材料选择与结构匹配