1冷换设备的目的和意义
热能交换:冷换设备用于实现热能的交换,通常是将热量从一个介质传递到另一个介质,以实现冷却或加热的目的,这对于维持设备和系统的正常运行至关重要。
能源效率提升:通过冷换设备,可以有效地利用热量,提高能源利用效率。在工业生产中,合理配置和使用冷换设备有助于减少能源浪费,降低生产成本。
温度控制:冷换设备可以用于控制系统或流体的温度,确保其在合适的温度范围内运行。这在一些工业过程中尤为重要,如化工生产、制冷系统等。
提高设备寿命:通过控制温度、冷却设备等手段,可以有效降低设备的工作温度,减缓设备的热损耗,有助于提高设备的使用寿命和稳定性。
2冷换设备泄漏原因
2.1工业介质腐蚀
工业介质的成分比较多,主要的工艺品就是油品或者是油气,但是在实际炼油的过程中油品也会发生各类分解反应,也会发生各类加氢反应和裂解反应,所以,除了大量的石油产品外,还有大量硫类物质和氢类物质,还有氨氮等各种腐蚀性的物质,这些物质的出现会氯化铵结垢和垢下腐蚀、高温硫腐蚀和高温环烷酸腐蚀等对冷换设备腐蚀,使换冷设备出现开裂和点蚀、应力和冲刷腐蚀以及均匀腐蚀等情况的出现。
2.2循环水介质腐蚀
我国对环保节能要求标准越来越高,这导致循环水的浓度倍数不断增加,回用污水的水质在不断地变差,导致循环水在循环过程中的腐蚀和结构的情况越发严重。循环水的腐蚀主要集中在水冷箱上,在大量杂质和黏泥的作用下,会使水冷箱出现垢下腐蚀,同时造成管子的穿孔和开裂等问题。
2.3制造或者是设计缺陷
制造和设计缺陷主要是因为在制造和安装以及运输的过程中,比如,不文明运输、焊接质量不合格、制造质量差、运输导致涂层损伤或者是设备出现磕碰等情况。制造和设计缺陷一方面是因为占比比较少,另一方面,主要是管理方面的问题。
2.4物理和化学腐蚀
化学腐蚀主要是因为石油化工要处理很多介质,因此会发生很多的化学反应,比如,酸碱介质这种介质能够和设备金属部分发生反应,是最容易引发腐蚀介质之一。再比如,各类添加剂,这些添加剂会和一些材料发生反应,可能会释放能量,也有可能是释放高温,就会导致出现氧化,进而腐蚀设备。除此之外,还有生产环境腐蚀,石油化工企业的生产环境中存在各种各样的化工溶液,大量其他和溶液在长时间的作用下,会使设备受到一定的腐蚀。
物理腐蚀主要是基于气体和液体在流动的过程中造成的腐蚀,出现这种情况主要是人为因素导致的,没有最好相应的防护作业,也没有合理的控制气体和液体的流动。除此之外,还有部分员工没有安全生产的责任意识,没有重视检修和维护等方面的工作,导致出现腐蚀情况。
3冷换设备针对腐蚀情况的防护措施
3.1材料质量控制
材料质量的控制不仅是设计的基础,而且也能够直接影响设备施工时间和寿命,因此,首先要把控换冷设备的质量,并保证在施工和焊接的过程中确保文明施工,避免出现擦伤或者是挤压情况的出现。在涂层的选择和施工上,要针对性地选择耐腐蚀性较好的涂层,同时确保涂层是施工质量。在高温部位,根据实际的情况选择合适的碳钢或者是合成钢。在低温部位为了防止氧化,可以硫含量和酸值作为最基本的依据,然后结合最大数值的确定选择最合适的材料。
3.2运行控制
工艺防腐在低温作业的环境下非常关键,在常减压装置上体现得更加明显,如果工艺防腐效果好,那么即便是材料等级不高,仍然起到防腐的效果。相反,如果工艺防腐没有做好,那么即便是有更高级的材料,也会出现腐蚀的情况,因此要根据相关的管理规定,加强工艺防腐处理,严格执行相关规定。比如,在常减压蒸馏装置的控制上,不管是处理量还是原有质量,都需要严格地按照设计要求进行,同时在常减压的“一脱三注”系统操作管理要不断提升,控制脱后各类含量指标,比如,含盐≤3mg/L,脱后含水≤0.3%和污水含油≤200mg/L等,还有控制塔顶冷凝水pH值为5.5~7.5(注有机胺时)、7.0~9.0(注氨水时)、6.5~8.0(有机胺+氨水);铁离子含量≤3mg/L。控制塔顶内部操作温度高于水露点温度14℃以上、塔顶回流返塔温度高于90℃等。针对于高温部位,其提升的基础就是设备的材料,要制定针对性的低设防值并严格执行,同时根据实际出现腐蚀的情况灵活地选择合适的预防和升级方案。
3.3循环水管理控制
循环水的控制可以从以下几个方面进行:一是流速方面的控制,循环冷却水在管道流速的控制上,要在1m/s的速度以上,如果在壳程中循环水的流速低于0.3m/s,那么就需要采取反向冲洗和防腐涂层等多种防腐措施。在温度控制上,循环冷却水的出口温度要控制在50℃以下,如果发现流速异常,可以采取超声波除垢或者是反冲洗措施;二是循环冷却水的水质要符合要求;三是添加剂的选择要尽量选择高效稳定对环境友好的添加剂,如果添加剂含有锌盐药剂时,要确保循环水的含锌盐含量在2mg/L以下;四是在微生物控制上要尽量以氧化型杀菌剂为主,非氧化型杀菌剂作为辅助功能使用,如果连续投入使用要控制其含氯量;五是要进行严格浓缩倍数控制,如果超标,可以调整排污量。
3.4金属涂层技术
涂层技术涂抹在冷换设备的表面能够有效地控制冷换设备的腐蚀情况,尤其是化学涂层技术,其应用的效果更加明显。但是需要注意的是,这些涂抹在设备上的金属涂层是阴性涂层,所以对致密性有着非常高的要求,如果涂抹不当,导致涂抹不均匀或者是部分漏涂的情况,渗漏的情况就会出现,不仅会导致整个涂层失去效果,而且也会使冷换设备腐蚀速度加快。
3.5复合型材料技术
复合材料的使用主要集中在设备的阀门处,包括金属材料和新型材料以及非金属复合材料,对于设备重点部位的防护是有很大的作用。复合材料防护技术应用非常广泛,我国沿海地区很多炼油厂都采取了这种技术,尤其是高腐蚀但温度不高的零件使用上,泵和阀门等关键部位,使用复合技术能够有效地保护冷换设备。
3.6水冷器管束防腐
严格控制水冷器管束材料的加工、热处理工艺,使用更合适的材料,可以有效缓解循环水结垢、垢下腐蚀等,目前,大多数炼厂水冷器管束材质以碳钢为主,对腐蚀严重部位可升级材质以提高水冷器的使用寿命.炼化装置中应用较多的高等级水冷器管束材质有08Cr2AlMo、09Cr2AlMoRe、022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo,双相钢、钛材等奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性,并且结垢不易附着管壁表面,使用效果较好,但在使用过程中要严格控制循环水以及工艺介质氯离子的含量.进行材质升级时,应从介质控制、防腐涂料、阴极保护、经济效益等方面综合考虑。
结束语
在工业中,换热器是使用广泛的节能设备,在石油化工装置中,冷换设备的投资占总体投资的35%以上,是必可不少的重要设备。冷换设备应用于每个系统和生产流程环节中,其运行状态是否稳定、安全、可靠直接影响着生产耗能。对于生产管理人员来说,冷换设备的腐蚀问题一直是企业关注的重点。
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