阳极保护浓硫酸冷却器的操作及维护方法研讨
牺牲阳极法保护冷却器腐蚀泄漏的探讨
71某石化企业的压缩机油冷器壳体和管板材质是碳钢，管束材质是海军铜，冷却介质为循环水。
开工仅运行5个月，停工后发现油箱溢油，通过检查发现，油冷却器管束和管板接口的位置是泄露点。
为了查找原因，检查发现另外几台油冷器在同样位置也出现严重腐蚀。
为了解决此类问题，该企业通过阴极保护及涂层保护并改善循环水水质的方案进行处理，经两年的应用发现，维修后的几台油冷器工作状态良好，未发生泄漏情况，管道内部也未出现腐蚀和结垢情况。
一、牺牲阳极法简介1.碳钢电化学腐蚀原理Fe的标准电极电位是-0.44V，铜的标准电极电位是+0.34V，两者电位差为0.78V，在介质是循环水的情况下，碳钢与铜相接触，就会形成一个微电池，由于碳钢电位更低，所以碳钢将会成为微电池的阳极失去电子，进而被加速腐蚀。
其中的铁腐蚀化学反应为：在电子从阳极向阴极转移的过程中，水中所含有的氧将会和电子相结合，进而产生氢氧根离子，其反应为：当铁离子和氢氧根离子在水中相遇后，又会生成氢氧化亚铁沉淀，沉积在阳极和阴极交界的位置，其反应为：氢氧化亚铁沉淀长时间堆积在管道中，就会形成堵塞，引起冷却管故障。
2.牺牲阳极保护原理在出现电化学腐蚀的情况下，阳极和阴极之间就会有腐蚀电流产生。
此时，如果应用比被腐蚀金属电位更低的金属和被腐蚀的金属在水中接触，就可以让原本为阳极的被保护金属转变为阴极，而这个电位更低的金属将作为阳极被腐蚀。
这样就可以对阴极起到良好的保护作用。
3.循环水中氨氮对海军铜腐蚀海军铜是锡黄铜，在海水中有高的耐蚀性，有良好的力学性能，强度高，极好的热加工性能和焊接性能，但有腐蚀破裂倾向。
美国加利福尼亚能源协会的一份标准中提到，铜合金在冷却系统中使用（例如海军铜），氨的含量必须控制在2ppm以内。
铜管胀接时管口存在一定的残余应力，循环水中氨氮含量超标易造成管口位置发生氨致应力腐蚀开裂。
二、确定防腐方案在冷却器腐蚀泄漏问题的解决过程中，可供选择的方案有很多种，优选了最具典型的三种,如下：表1 三种典型的冷却器腐蚀泄露解决方案三种方案虽能缓解油冷器腐蚀问题，但都有一定局限性。
阳极保护浓硫酸冷却器的操作及维护方法研讨
阳极保护浓硫酸冷却器的操作及维护方法研讨郑威（云南三环中化化肥有限公司，云南省昆明市海口镇，650113）【摘要】浓硫酸冷却器阳极保护是利用电化学保护原理，在阳极和阴极通以直流电流使得酸冷却器不锈钢表面形成一层致密的钝化膜，使接触酸的不锈钢腐蚀降低。
本文介绍了阳极保护的基本原理、浓硫酸阳极保护冷却器的操作和维护的方法。
关键字：阳极保护；电化学；钝化膜；腐蚀0引言浓硫酸冷却器是硫酸生产干吸工段的重要设备，阳极保护硫酸冷却器是一种利用电化学保护原理研制的具有极高耐蚀性能的冷却器，具有耐腐性能好，可在高温条件下操作、流体阻力小等优点。
阳极保护是通过外加直流电源的方法，阴极通过密封及绝缘处理后插入硫酸中与阳极形成电流回路，当此系统通以直流电时，使所有接触酸的不锈钢部分的电位升高，此电位升高到一定范围时，就在不锈钢表面形成一层致密的钝化膜，使接触酸的不锈钢腐蚀率大大下降。
1阳极保护工作原理云南三环中化化肥有限公司阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器的结构为固定管板管壳式，采用浓硫酸走壳层、冷却水走管层的方式，换热管采用316L 不锈钢，管板和筒体采用304L 不锈钢，在98%H 2SO 4中最高使用温度95℃，冷却水采用厂内工艺水，循环冷却水中Cl -浓度小于100ppm ，其保护原理是把与浓硫酸接触的全部表面作为阳极，并沿轴向设置数根阴极，通过浓硫酸形成电流回路，以恒电位仪施加阳极电流使设备产生阳极极化，迅速通过致钝电位进入钝化区，并维持其电位在该区域，依靠在钝化区形成的钝化膜阻止浓硫酸对不锈钢的腐蚀。
参比电极提供电位信号，按照其用途可分为控制参比电极、监测参比电极；恒电位仪通过自动改变其输出电流的大小，控制并监测设备相对于参比电极的电位，具有过流保护、电流门限报警、电位区间上、下限报警等功能，恒电位仪HD-A 具有RS232或RS485接口可与FCS 系统通讯。
根据阳极极化特性，阳极保护工作有四个特性区域，分别是AB —活化区、BC —过渡区、CD —钝化区和DE —过钝化区。
进口阳极保护酸冷却器的使用与探讨
用加强 ，因而易腐蚀 。一旦发现接ｉ ｍｇ ｒ。 控制器故 障与处理 。阳极保护 酸冷器 在运行 过程以 Ｆｌ ａｄ 控制器出现高低报警故 障 ｉ ｍｇ ｒ ３
最多 ，其次是输 出电压 、电流值偏高 或偏 低。故 障原因及其处理方法见表 ２ 。
们分开 ，独立走线 ，并对信 号线采用 了屏 蔽层 ，上述故障消除 。 （ ）首次 出现列 管破 裂漏 酸。１ ９ ３ ９ ７年 １ ０月 ２ ０日，阳极保护酸冷器（ ３ ２ ） Ｅｌ １ Ｂ 首次出现列管破裂漏 酸。分
析其原 因 ，认为主要是 由于 Ｆｌ ａｄ ３ ｉ ｍｇ ｒ。 控制器 出现高报警后 ，没有正确操作所致 。针对 此次事故 ，工厂提高 了
阳极保护浓硫酸冷却器技术操作规程
阳极保护浓硫酸冷却器技术操作规程1、阳极保护原理当某种金属浸入电解质溶液中时，金属表面与溶液之间会建立一个电位，叫自然腐蚀电位，同一种金属由于其各部位间存在着电化学的不均匀性，从而造成不同部位间产生一定的电位差值，它导致了金属在电解质溶液中的电化学腐蚀。
向浸在电解质溶液中的金属施加直流电流，金属的电极电位会发生变化，这种现象叫极化。
电位与电流密度之间的关系曲线叫做极化曲线，具有钝化性倾向的金属在进行阳极极化时，如果电流达到足够的数值，金属呈钝化状态，继续给以较小的电流，就可以维持这种状态，从而减缓金属的腐蚀，这就是阳极保护的原理。
I(A/M2)I MI PE AE B E CE D阳极钝化曲线示意图活化区活化—钝化过渡区钝化区过钝化区A BCDE电位2、工艺参数及控制指标设备名称控制指标保护电位（mv）监测电位交限报警低限报警酸浓度酸温度（mv）（mv）（mv）93%酸冷器98%酸冷器+100 — +150-50 — +550+600-100≥92.5%≤60℃+200 — +2500 — +550+600-100≥98%<100℃3、开车运行准备工作3.1 恒电位仪检查：检查各接线准确无误；必须在开车前通上220V-50HZ 交流电，进行调试，设定监控上限，控制上限，控制下限数据，各数据必须符合恒电位使用说明书上给定的有关参数，电源必须双回路供电，确保恒电位仪始终有电。
3.2 检查水路、酸路，安装是否正确无误；检查各电极绝缘和密封以及阴极可靠绝缘。
4、开车及日常维护操作规定4.1 将冷却水进、出口阀打开，让冷却水通过酸冷器。
4.2 通入常温93%酸或98%酸，使其保持循环。
4.3 按阳极保护酸冷器电气技术操作规程进行通电，常温致钝到升温致钝。
随着系统温度正常后，电流逐渐降低并趋于稳定，阳极保护系统投入正常运行，操作工对水进出、酸进出温度，保护电位、输出电压、电流一小时记录一次。
吸收阳极保护进口酸温小于100℃。
阳极保护冷却器安全操作规程
阳极保护冷却器安全操作规程阳极保护冷却器（Cathodic Protection Cooler，CPC）是常用于煤化工、油气开采等领域的一种工业设备，它的作用是通过一定的电化学原理，保护管道、水箱等设施的金属材料免受铁锈、腐蚀等因素的损害。
在使用 CPC 过程中，需要严格遵守一系列安全操作规程，以确保设备的安全性和正常运行。
设备安装与周围环境1.CPC 应当选择平稳地面或配套支架进行固定。
设备周围距离最好不低于0.5米，并且不应该放置可燃、易爆的物品。
2.CPC 应当避免在地下或密闭空间使用，以防设备因气体、水蒸气等原因过热或爆炸。
3.在 CPC 周围安装地锚或护栏等保护措施，以防止设备在地震、风暴等自然灾害中倒塌或受损。
电源及供电线路1.确保 CPC 的电源线路符合国家强制性标准，应由专业的电气工程师进行安装和维护。
2.在 CPC 安装前，应对电源线路进行全面检查和测试，以确保供电稳定，避免过载、短路等问题。
3.如果需要在供电线路上进行维护或更换，必须切断电源，避免安全事故的发生。
CPC 启动与停止1.在 CPC 启动前，应先检查设备及其周围是否存在潜在危险和安全隐患，如是否存在泄漏、电路短路等现象。
2.CPC 启动后，应严格按照说明书的操作指南进行使用，并注意监控设备的运行状态与环境参数，如温度、电流等。
3.当 CPC 已完成其作业任务或需要进行维护时，应先切断电源并停止泵送过程，等待设备冷却后方可进行拆卸和维修。
紧急处理措施1.如 CPC 已经出现明显的异常声音、气味或泄漏现象，应立即切断电源并通知有关部门进行处理。
2.如CPC 已经发生火灾、爆炸等紧急情况，应迅速拉响警报、疏散人员，并进行消防、急救等应急处置措施。
3.CPC 的特殊安全问题，应由设备的专业技术人员和相关单位工程师共同协助解决。
以上是对CPC 安全操作规程的简要介绍，无论是使用前还是使用中，都需要严格遵守相关规定和要求。
只有充分保障设备的安全性和稳定性，才能达到好的使用效果。
阳极保护酸冷器操作规程
酸冷器阳极保护操作规程ZH/QO01·15-15A/O目录一、概述二、功能三、技术指标四、ZZ—2型（旧机组）仪表结构及用途五、HD—A型（新机组）仪表结构及各种设备用途六、日常操作及维护七、停车操作八、正常操作要点九、故障分析及排除十、管壳式酸冷器使用时应注意事项及保养一、概述我分公司现有ZZ—2型（旧机组）和HD—A型（新机组）恒电位仪，均为智能型控制设备，是根据金属电化学钝化理论研制的，用于硫酸冷却器及其它化工设备的阳极保护。
该设备为被保护设备提供阳极极化电流，使具有活化——钝化性质的金属（如碳钢、铝、不锈钢等）在腐蚀介质中产生钝化，并保持在钝化状态，使上述金属不再受硫酸溶液腐蚀，达到阳极保护的目的。
该仪器为智能型设备，可自动地将所加阳极极化电压恒定在欲控电位上（即保护电位），并在恒定电位的过程中同时控制输出电流在规定范围以内，自动地控制最大输出电流不超过其允许值，达到保护设备、稳定工艺。
本设备还可通过相应开关、按钮在线修改各种工艺参数，以及故障判断、报警、手/自动切换及人工控制。
本设备操作非常方便，一旦参数设定完毕，将现场信号及电源通过端子联接好，接通电源后，即可进行恒电位自动控制。
HD—A型设备除有电位控制、电流限流控制功能外，还具有与计算机进行数字通讯的功能。
二、功能✧保护电位，监测电位及输出电流测量；✧恒电位控制；✧最大输出电流限流自动控制；✧电位测量值、设定值选点数字显示；✧维钝条件下门限电流自动越限报警；✧输出电流及输出电压指针式指示；✧电流表量程自动切换；✧工艺参数（各电位值、上限电流）人工自动设定；✧开路故障报警；三、技术指标恒电位仪阳极保护参数四、ZZ—2型（旧机组）仪表结构及用途一）主要技术指标及功能1. 1 控制电位范围：-1. 200V～+1.200V1. 2 输出直流电压、直流电流额定值及范围：输出电流额定值：50A、60A、100A、120A、150A等系列输出电流范围：0.5～输出电流额定值输出电压额定值：12V、16V、18V、20V、24V等系列输出电压范围：0.5～输出电压额定值1 .3 电位控制精度：当电源电压、负载阻值变化时，保护电位变化小于±10mV。
冷却器安全操作及保养规程
冷却器安全操作及保养规程背景介绍冷却器是工业、航空、化工等领域中常用的设备之一，其作用是将热能转移给其他介质而降温。
不过，在使用过程中，如果不按照正确的操作规程进行操作和保养，可能会带来严重的安全问题和经济损失。
因此，本文将为大家介绍冷却器的安全操作及保养规程，以便更好地利用和保护这一重要设备。
安全操作规程1. 安全检查在使用冷却器之前，必须进行安全检查，以确保设备处于正常状态，可以正常工作。
具体包括：•检查冷却器的外观，确保没有损坏或松动的零件。
•检查冷却器的各个阀门，确保阀门的位置正确并且能正常打开和关闭。
•检查冷却器的水管路连接情况，确保连接良好，没有漏水的情况。
2. 启动操作在启动冷却器之前，必须按照以下步骤进行操作：•打开供水阀门，使水流进入冷却器。
•打开风扇或水泵，以便空气或水可以通过散热片并带走热量。
•观察冷却器的温度表和压力表，并逐渐调整水流和风扇或水泵的速度，以达到预设的温度和压力范围。
3. 关闭操作在关闭冷却器之前，必须按照以下步骤进行操作：•关闭供水阀门。
•关闭风扇或水泵。
•等待一段时间，等到冷却器温度降低到安全范围内后，再关闭冷却器的排水阀门。
4. 安全注意事项在使用冷却器时，还需要注意以下事项，以确保操作的安全性：•在操作冷却器时，不要将身体任何部位靠近散热片，以防被热表面烫伤。
•在进行散热片、水管路等部件的维修和更换时，必须切断供电和供水，以免发生意外。
•当冷却器过热时，应及时采取措施，如调节水流，增加风扇或水泵转速等，以避免出现更严重的事故。
保养规程对于冷却器的正常运行，必须进行定期的维修和保养，以确保设备的可靠性和使用寿命。
1. 清洁定期对冷却器进行清洁，以清除散热片表面和水管路中的灰尘、杂质等，保证散热效果。
具体步骤如下：•将冷却器中的水全部排出。
•用水枪等工具清洗散热片表面和水管路。
•如果散热片上有沉积物，可以用适当的清洁剂和工具进行清洗，但要注意不要破坏散热片表面。
硫酸厂阳极保护酸冷器运行维护经验分享
硫酸厂阳极保护酸冷器运行维护经验分享阳极保护酸冷器是硫酸厂重要设备， 仪表工程师在本文分享酸冷器的酸侧、水侧的使用限制及阳极保护酸冷器日常使用及维护的经验，干货技术文章，值得硫酸厂技术人员大家收藏。
一、阳极保护酸冷器酸侧注意事项1、酸浓和酸温的限制阳极保护必须要在一定的温度限制范围内才能正常工作，这样不锈钢才可用于硫酸工业而不会腐蚀，因此，在运行期间要确立一个安全工作温度，此温度值不应超出设计温度的范围。
最高工作酸温应取决于酸浓，较低酸浓应该对应较低酸温。
允许达到的酸温和其对应的酸浓的关系见图1。
注1：在第一次开车时或者停车检修之后，若干燥酸酸浓小于93%(用超声波酸浓表测量)或一、二吸收酸浓小于98%(用酸浓表测量)是不可能自钝化的。
注2：为了使阳极保护设备、管道保持在上述表达的安全区域中，如果酸浓度降低，则相应酸温也要降低以确保酸冷器工作在上述安全区域。
因此，尽可能将酸浓提高到规定的浓度之上。
在运行过程中若发现酸浓度有所下降，则酸温也要相应降低，不要让酸冷却器(分酸器、管道也相同)工作在图1所示斜线以上的非阴影区域。
除了设备在设计时设计成91%酸以外，在其他任何情况下决不允许酸浓低于91%。
2、酸浓降低的起因及后果假如酸浓降低的话，那么在酸冷器接触酸液的金属表面很难建立起一层钝化膜，实际上就建立不起来。
如果在这种情况下继续运行的话，不但对酸冷器而且对与之相连的泵和管道都极易造成腐蚀而失效。
除生产工艺波动外，造成酸浓降低的原因可能有如下几个：①在系统停车时由于酸管道的阀门在打开位置而产生稀释；②装置由于吸收湿气而使得循环酸稀释；③在水压大于酸压时，因换热管发生泄漏而使得冷却水流到了循环酸中；④在检修时，酸冷器中的酸液虽已排出，但进出酸口接管法兰处敞口，壳体暴露于空气当中，大量的湿气会使得酸冷器中残留的酸被稀释而增加腐蚀速度。
因此，当酸冷器内酸液排空时，排污口、进出酸口接管法兰处要用塑料把它包起来以使酸冷却器里面空气湿度降到最低，或者用大量的水反复冲洗壳程，直到冲出的水的PH值显中性。
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器常见故障与排除方法
管 壳式酸 冷却器 的泄漏 比较容 易发 现 当酸 删压 力大 １ ｆ水侧 压力ａ （ 泵后 流程 的 情况 下 ） ｑ在 ． 硫 酸会 由泄 漏处 进入冷却 水 中 ， 使水呈 酸 性 ， 普 通 ｐ 试纸 就 可检 查 ： 日常 操 作 中应 定 期 测 试 ． Ｈ
简称管壳式酸冷却器） 具有 寿命长、 占地面积小 、
热效 率 高 、 污 染 、 无 日常维 护 费用 低 、 节水 效 果 明 显 等优点 ， 已成 为玲却 浓硫 酸 的首选设 备 目前 ，
国内共有约 ４０ Ｏ 余套硫酸装置选用了近 ８０台管 ０
壳式 酸冷却 器 。随着 该设 备 的大 量使 用 ， 内供 国 货 商 的 设计 、 技术 已相 当成熟 ， 户也在使 用 制造 用 中积 累 了很 多 的经 验 ， 目前 国产管 壳 式 酸冷 却 器 最长使 用 时间 已接 近 １ Ｏ年 。但 是 我 们也 应 该 看 到． 有些 没备并 未 达 到设 计 寿命 就报 废 了。其 原
工 艺条 件 设 计 为 单 程 或 程 。换 热 管 有 几 种 规
格 ： ９１１ｘ１６ １ 、 ９ｖ ×１ ５１１ 和 击Ｉ ｌ １ ． ５１１ １ ｍ １１ １２ １ １２ １ ｎ １ ７ ６ ｍｉ ×１５１１， 管板 上 一般按 正 三角 形排列 ｌ ． １ 在 ｌ １２ １
由于管壳式酸冷却器采用奥氏体 不锈钢材质 ， 氯
离子 会在其 表 面产 生 孔蚀 ， 此严 禁使 用 盐 酸 清 因 洗 。而硫 酸会与 水 中 的钙 、 锾离 子 形 成难 溶 的硫
酸 钙 和硫 酸 镁 ， 不 能 用 于 清洗 。硝 酸 清洗 缓蚀 也
收稿 日期 ：２０ ０ ｏ ０ １— ７ ６ 作者简介 ：沈 国栋 ，男 ．兰 州兴业树 料 保护有 限 公 司工程师 ，从事化工设备 的开发与销 售． ．
冷却设备如何保养与维修
冷却设备如何保养与维修冷却设备在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色，它们被广泛应用于电力站、化工厂以及冷藏库等场合。
为了确保冷却设备的正常运行和延长其寿命，正确的保养与维修显得尤为重要。
本文将详细介绍冷却设备的保养与维修方法，以帮助读者更好地了解冷却设备的维护。
一、清洁保养1. 定期检查清洗冷却塔：冷却塔是冷却设备中重要的组成部分，它负责散发热量。
定期检查冷却塔的通风孔，确保其不被灰尘、沙粒等杂物堵塞。
如发现存在堵塞情况，及时清洗。
2. 清洗冷却器和冷凝器：冷却器和冷凝器是冷却设备中的关键部位，负责将热量散发出去。
定期清洗冷却器和冷凝器的表面，除去附着的杂质和污垢，以确保其正常工作。
3. 清理水管和水泵：水管和水泵是冷却设备中的核心部件，也是最容易受到污染和磨损的部位。
定期清理水管内的水垢和沉积物，并检查水泵的运转情况，确保其正常工作。
二、润滑维护1. 定期加油润滑：冷却设备中的机械部件需要定期进行润滑，以减少摩擦和磨损。
根据设备使用说明书，选择适当的润滑剂，按照规定的周期进行加油润滑。
2. 检查轴承和密封件：轴承和密封件是冷却设备中常见的易损件，需要定期检查和更换。
检查轴承是否存在异响和松动，密封件是否完好，如有问题，及时更换。
三、故障维修1. 常见故障排除：- 冷却设备无法启动：检查电源是否正常连接，确认保险丝是否熔断，排除电路故障；- 运转噪音过大：检查设备是否有松动的螺丝或零件，紧固或更换；- 电机过热：检查电机散热是否正常，清理堵塞的通风口。
2. 专业维修保养：- 对于一些较为复杂的故障，如设备泄漏、磨损严重等问题，建议寻求专业维修人员的帮助，以免造成更大的损害。
四、设备更新1. 定期检查设备状况：通过定期检查设备的运行情况和性能指标，了解设备是否存在老化和磨损情况。
若出现严重的老化和性能下降，应考虑更换设备。
2. 选购合适设备：在更新设备时，应综合考虑设备性能、能耗、使用成本等因素，选择符合实际需求且性价比较高的冷却设备。
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器常见故障及排除方法
阳极保护管壳式浓硫酸冷却器常见故障及排除方法一、前言阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器（以下简称酸冷器）是八十年代初期首先由国外引进的，用于各类制酸装置的干吸工段浓硫酸的冷却，国外主要供应商有加拿大的凯米克公司和美国的孟山都公司。
国内设备制造厂家于八十年代初期开始试制酸冷器，八十年代中期开始在各类制酸装置中采用。
该设备对国内硫酸行业的技术发展起到了积极的作用，成为替代铸铁排管的首选产品。
寿命长、占地面积小、热效率高、无污染、日常维护费用低、节水效果明显等优点已成为浓硫酸冷却的首选产品。
目前，国内共有约400余套制酸装置选用了近800台酸冷器，随着该设备的大规模使用，国内供货商在酸冷器的设计、制造技术已相当成熟，用户在使用中也积累了很多的经验，目前国产酸冷器最长使用时间已近10年。
但有些设备并未达到设计寿命就损坏了，原因有很多，主要是国内供货商在技术上的某些差异以及有些使用厂家对酸冷器的使用方法掌握不够。
酸冷器在使用中有故障发生时，及时正确的处理可以很快恢复使用，处理不当会影响正常生产甚至使设备报废。
笔者根据多年从事酸冷器工作的经验，简述酸冷器本体常见故障及处理方法。
二、阳极保护管壳式浓硫酸冷却器的基本情况能够钝化的金属在某些电解质溶液中，如果通以一定的阳极电流，就会发生阳极极化，使电位往正方移动，当阳极电流达到足够的数值时，则在金属的表面上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜，金属即由活态转为钝态。
如果继续给予较小的电流密度，就能维持这一钝态，从而防止了金属的腐蚀，这就是阳极保护的基本原理。
阳极保护就是确保金属的电位稳定在稳定钝化区，阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器就是基于以上基本原理设计制造的。
酸冷器由控制仪器---恒电位仪和管壳式换热器本体构成。
国内目前使用的酸冷器都采用酸走壳程水走管程的固定管板式结构，换热管通过折流板固定。
换热管的材质为316L，壳体、管板、折流板的材质各供应商采用的有所不同，有304、304L、316L 等。
阳极保护浓硫酸冷却器[实用新型专利]
![阳极保护浓硫酸冷却器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3bedbba7dc88d0d233d4b14e852458fb770b386b.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720374394.6(22)申请日 2017.04.11(73)专利权人 营口盛海化工有限公司地址 115000 辽宁省营口市南楼经济开发区高庄村(72)发明人 陈家斌 (74)专利代理机构 大连至诚专利代理事务所(特殊普通合伙) 21242代理人 杨威 涂文诗(51)Int.Cl.F28D 7/16(2006.01)C23F 13/00(2006.01)(54)实用新型名称阳极保护浓硫酸冷却器(57)摘要本实用新型公开了一种阳极保护浓硫酸冷却器，所述冷却器包括：阴极棒、集水箱、水箱排污口、阳极连接端口、出酸法兰口、壳体、换热排管、折流板、固定底座、介质排污口、进酸法兰口、出水法兰口和进水法兰口；本实用新型结构简单，抗腐蚀性好，热交换率高。
权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 206638066 U 2017.11.14C N 206638066U1.一种阳极保护浓硫酸冷却器，其特征在于所述冷却器包括：阴极棒、集水箱、水箱排污口、阳极连接端口、出酸法兰口、壳体、换热排管、折流板、固定底座、介质排污口、进酸法兰口、出水法兰口和进水法兰口；所述壳体中间贯穿有换热排管；所述壳体内部焊接有多组折流板；所述壳体下端设有介质排污口；所述壳体下端两侧设有固定底座，该固定底座通过地脚螺栓将所述冷却器水平固定在安装基准面上；在壳体上端两侧分别设有出酸法兰口和进酸法兰口；所述壳体左右两侧均通过法兰安装集水箱；位于所述壳体右侧的集水箱上分别设有出水法兰口和进水法兰口；位于所述壳体左侧的集水箱的端口连接有阴极棒；所述阴极棒穿过集水箱并伸进壳体内部；位于所述壳体左侧的集水箱上设有水箱排污口；所述出酸法兰口左侧设有阳极连接端口。
2.根据权利要求1所述的阳极保护浓硫酸冷却器，其特征在于所述阴极棒的表面设有绝缘套管。
冷却器保养与维修详细步骤
冷却器保养与维修详细步骤
1
冷却器长期工作后，冷却器管 表面会积垢而增大热阻和流阻，使 换热性能逐渐降低，以至不能保证 冷却器要求。显然，保养的重点应 放在污垢清理，这里介绍几种清理 方法。
2
（1） a、采用电动清管工具。即由 电动机带动一根柔性轴作旋转运动， 轴端套有尼龙刷或钢丝刷进行旋转 洗刷,冷却器 管式冷却器工作原理以 及使用说明 ，并通过一个不漏水的 罩把水注到轴的周围，以便及时洗 刷出松的污垢。
9
（1）、找出破损的冷却器管，用管 堵把两端堵死。管堵的锥度为3～5 度之间，管堵材料硬度应低于或等 于管子硬度，堵死的管子总数不得 超过总数的10％。
10
（2）、取出破损管，更换新管重新 胀接。
11
（3）、管端与管板连接处渗漏，应 重新胀接。如果腐蚀严重，应更换 管束。
12
3、冬季停用的冷却器器应放尽腔 内介质，以防冻裂冷却器。
7
b、采用浸泡四氯化碳。将溶液灌入 冷却器器，历时15～20分钟后观看 溶液颜色，若混蚀不堪，则更换新 液重新浸泡，直至流出溶液与洁净 颜色相仿为止，然后反复用清水冲 洗，这种清洗应有良好的通风环境， 以免中毒。此办法适应于油清洗。
8
2、冷却器的故障多半由冷却器管 引起的。由于腐蚀、汽蚀、磨损而 使管壁减薄和穿孔，也由于热胀冷 缩，流体运动时产生的振动而造成 的连接处及其它性损坏。冷却器管 破损后两种介质将互相渗合，应及 时进行维修，其办法有：
（3）、采用海绵球对换热管内进行 自动清洗。根据不同的垢层采用不 同硬度的海绵球，对于特殊的硬垢， 可采用有一“带”状的金刚砂海绵 球。其作用是利用较松软并富有弹 性海绵球进入换热管内，海绵球受 压缩与管子内壁均有接触，球与管 壁产生相对运动，不断摩擦管壁， 将沉积物除去。
循环冷却器安全操作及保养规程
循环冷却器安全操作及保养规程引言循环冷却器是一种能够帮助控制温度的设备，广泛应用于化学、制药、电子、汽车、航空等领域。
为了确保其正常运转，减少设备故障带来的影响，特制定此循环冷却器安全操作及保养规程。
安全操作规程1. 设备安装及检查在设备安装之前，首先需开展现场检查，确定操作地点的平整度、地勘及接口堵塞情况，以及就近能否取得电力、水源等必要条件。
确认设备满足要求之后，再按照安装说明书进行设备的进行安装。
2. 开启和关闭设备在前期操作之前，应先检查设备是否还需要排气，设备加压前，需要进行加热器的预备工作。
开启设备时，请按照以下步骤进行操作：•打开加热器的电源开关；•打开冷却水的水源开关；•经过预热后，打开循环水泵开关。
在开启过程中，务必注意观察水泵的进出口是否处于正常运行状态，以防止因水泵堵塞而造成设备损坏。
在关闭设备时，需按照以下步骤操作：•关闭循环水泵开关；•关闭加热器电源开关；•关闭冷却水水源开关。
3. 操作注意事项•操作人员需穿戴好防护衣物，如手套、防护眼镜、防毒面具等；•在设备运行过程中，需经常观察设备运行状态，注意泵的尾部情况，保证它不会过热而产生损坏；•在操作设备时，应注意超温保护控制，控制好加热器的电源；•设备运行过程中，若发现加热器温度、压力变化等异常，请及时停止运行设备，并进行检查和维护。
保养规程1. 日常保养•在设备运行期间，应定期检查水泵进出口部位，在这一区域存在异物或者堵塞的情况，必须立即清理，以免影响循环水的正常运转；•清洗设备至少每月一次，通过使用专用的清洗液，来清洗设备的内部，以此来保证它的良好工作状态；•特殊情况时，需采用长期暂停设备的方法，防止设备旋转运作时，造成过大的压力，损坏设备。
2. 季节性保养在寒冬季节，应定期进行设备的保养和清理，避免因低温环境而影响设备的正常使用，防止管道的冻结和断裂，导致设备损坏。
总结本文通过介绍循环冷却器的安全操作规程和保养规程，旨在为操作人员提供了设备运行过程的安全保障，并延长设备的使用寿命。
阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器操作条件选定
4 方面
关键 词
1
操作 条 件
。
前
”
言
。 ,
到 d 点 的 电流 密 度 称 为 维 钝 电流 密 度
。
,
。
由 此 可 见 将被 保
d 段
,
,
“
阳极 保 护 管 壳 式 浓 硫 酸 冷 却 器 ( 以 下 简 称 管 壳 ) 是 我 国 八 五 重 点 推 广 的科 技 成 果 之 一 随 着 推 广 应 用 其 优 越 性
。
通 以 一定 的 阳 极钝 化 电 流 就 会 在 它 的表 面 上 生 成 一 层 高 阻
抗 的 钝化 膜
阳极 保 护
。
。
利用 这 种 钝 化 膜 来 防 止 金 属 腐 蚀 的 方 法 称 为
,
表
名 称
l
阳 极保 护 参数
% H 以为冷却器
一 Z
mV
关 于 金 属 钝 化 现 象 的 理 论 目前 主要 是 薄 膜 理 论
“
, ,
金属 钝 化 过程 可 用 阳极 极 化 曲线 ( 见 图 l ) 来加 以说 明 电位 从 点 开始上 升
,
电流亦 随着 增大
,
电位到达
。
b
点后
,
3
硫 酸 温 度 与 浓度 对 阳 极 保 护 效果 的 影 响
在生 产条 件 下 各 种 因 素 的 变 化 会导 致 硫 酸温 度 和 浓 度
,
、
。 到 b 的 范 围 称 为 活 化 区 从 b 到 的范 围称 为钝 化 c
,
从图 2 可 见 以 A B 线 为 界 分 成 两 个 区 域 A 扫 线 和 二 ( 氏 岌 石) 舞标 线 构成 的 区 域 为 正 常操 作 安 全 区 而 酸温 坐 标 线构 成 的 区 域 为 腐 蚀 产 生 不 稳 定 区
阳极保护酸冷却器的操作维护
阳极保护酸冷却器的操作维护
1．酸冷却器需要进行冷酸钝化。
在系统初始开车时,首先要向每个酸冷却器中充入浓度w( H2SO4)= 98% ~99%的浓硫酸，进行时间长达1小时的自钝化处理。
然后，按照其控制系统规定的操作程序进行操作。
2．当生产过程中出现波动或其他异常情况时，操作人员应及时对阳极保护控制系统进行调整和处理，确保其正常工作。
3．在系统短期停车期间，酸冷却器内部应注满浓硫酸，并持续保持当前液位。
4．在系统长时间停车时，在开始放酸前，始终关闭阳极保护电源，以确保酸冷却器内部的表面饨化膜不被损坏。
立式阳极保护浓硫酸冷却器阴极布置方法探讨
立式阳极保护浓硫酸冷却器阴极布置方法探讨田静; 莫春萍; 吕雅青; 陶晓宇; 李莉【期刊名称】《《硫酸工业》》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】4页(P47-50)【关键词】阳极保护; 浓硫酸冷却器; 阴极布置; 电位分布【作者】田静; 莫春萍; 吕雅青; 陶晓宇; 李莉【作者单位】天华化工机械及自动化研究设计院有限公司甘肃兰州730060【正文语种】中文【中图分类】TQ111.16阳极保护浓硫酸冷却器在20世纪80年代国产化，替代了硫酸生产干吸工序中一直采用的喷洒式铸铁排管冷却器，解决了传热效率低、设备体积庞大、腐蚀率高等问题，提高了设备使用寿命，有效避免了经常性停车维修及酸泄漏对环境造成的污染。
干吸工序的阳极保护浓硫酸冷却器是硫酸生产工艺中的重要设备[1]。
目前该设备均采用卧式结构设计，换热器传热系数中等、加热停留时间短、维护和清理方便，适用于较大换热面积、阴极便于布置及更换的要求。
该设备设计时需在阴极侧预留阴极长度相当的空间。
为解决部分硫酸厂场地有限，无法满足阴极抽取侧的预留位置，笔者介绍了一种立式结构的阳极保护浓硫酸冷却器。
其结构紧凑，占地面积小，便于现场安装拆卸。
阴极垂直壳体设置，改变了以往从管箱设置阴极的方式，避免了设备沿换热管方向更换阴极需在管箱阴极侧留有足够空间的弊端。
根据立式换热器的结构特点，通过最初设计优化了现有阴极密封形式，规避阴极在拆装过程中可能出现的密封问题。
针对阴极位置、阴极间距、阴极尺寸及数量对阴极保护电位的影响，采取优化措施，确保设备正常运行，为现场节省更大的空间。
1 阳极保护浓硫酸冷却器介绍立式阳极保护浓硫酸冷却器主体设备是管壳式换热器，采用立式结构可减少占地面积。
立式阳极保护浓硫酸冷却器壳程走w(H2SO4)93%～98%浓硫酸，管程走循环水。
循环水自下而上进入管程，换热后进入下一装置，温度高的介质从上部进入壳程，换热后从下部流出。
两种物料逆流传热，换热器压降小、传热效率高。
浓硫酸冷却用板式换热器冷凝器安全操作及保养规程
浓硫酸冷却用板式换热器冷凝器安全操作及保养规程板式换热器是化工工业中常见的设备，其在许多工艺中起到了重要的作用。
在浓硫酸冷却过程中，板式换热器冷凝器的安全操作及保养规程更是十分重要。
本文将着重介绍浓硫酸冷却用板式换热器冷凝器的安全操作和保养规程，以确保设备的正常运行和工艺的顺利进行。
安全操作规程
设备检查
在操作之前，需要对设备进行检查。
主要包括以下方面：
外观检查
外观检查主要检查换热器的外观、密封、支架、管路等部分是否符合要求，是否有磨损或变形等异常情况出现。
特别注意检查设备的密封，确保密封良好。
内部清洁
检查并清洁设备内部，检查是否有积水、结晶等。
特别注意清除设备内的铁锈、油污、铜绿等杂质，以免影响换热器的正常运行。
操作规程
其次，需要严格按照操作规程进行操作。
主要包括以下方面：
操作前准备
1.进行常规的安全检查。
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阳极保护浓硫酸冷却器的操作及维护方法研讨郑威（云南三环中化化肥有限公司，云南省昆明市海口镇，650113）【摘要】浓硫酸冷却器阳极保护是利用电化学保护原理，在阳极和阴极通以直流电流使得酸冷却器不锈钢表面形成一层致密的钝化膜，使接触酸的不锈钢腐蚀降低。
本文介绍了阳极保护的基本原理、浓硫酸阳极保护冷却器的操作和维护的方法。
关键字：阳极保护；电化学；钝化膜；腐蚀0引言浓硫酸冷却器是硫酸生产干吸工段的重要设备，阳极保护硫酸冷却器是一种利用电化学保护原理研制的具有极高耐蚀性能的冷却器，具有耐腐性能好，可在高温条件下操作、流体阻力小等优点。
阳极保护是通过外加直流电源的方法，阴极通过密封及绝缘处理后插入硫酸中与阳极形成电流回路，当此系统通以直流电时，使所有接触酸的不锈钢部分的电位升高，此电位升高到一定范围时，就在不锈钢表面形成一层致密的钝化膜，使接触酸的不锈钢腐蚀率大大下降。
1阳极保护工作原理云南三环中化化肥有限公司阳极保护管壳式不锈钢浓硫酸冷却器的结构为固定管板管壳式，采用浓硫酸走壳层、冷却水走管层的方式，换热管采用316L 不锈钢，管板和筒体采用304L 不锈钢，在98%H 2SO 4中最高使用温度95℃，冷却水采用厂内工艺水，循环冷却水中Cl -浓度小于100ppm ，其保护原理是把与浓硫酸接触的全部表面作为阳极，并沿轴向设置数根阴极，通过浓硫酸形成电流回路，以恒电位仪施加阳极电流使设备产生阳极极化，迅速通过致钝电位进入钝化区，并维持其电位在该区域，依靠在钝化区形成的钝化膜阻止浓硫酸对不锈钢的腐蚀。
参比电极提供电位信号，按照其用途可分为控制参比电极、监测参比电极；恒电位仪通过自动改变其输出电流的大小，控制并监测设备相对于参比电极的电位，具有过流保护、电流门限报警、电位区间上、下限报警等功能，恒电位仪HD-A 具有RS232或RS485接口可与FCS 系统通讯。
根据阳极极化特性，阳极保护工作有四个特性区域，分别是AB —活化区、BC —过渡区、CD —钝化区和DE —过钝化区。
AB —活化区是在浓硫酸干吸开车期间金属处于自腐蚀状态，BC —过渡区是金属表面进入钝化状态即钝化不稳定状态，CD—钝化区是阳极保护所控制的图（1）阳极极化曲线示意图电位区间，DE—过钝化区是当电位高于稳定钝化区，电流密度又开始增大，金属表面产生了新的电极反应，金属表面腐蚀加剧，故在阳极保护中严禁金属表面处于DE—过钝化区。
2阳极保护操作说明2.1开车程序（1）开车前准备工作进酸前或电气安装时必须对参比电极进行如下检查：①参比电极是否断裂；②参比电极是否与阳极短路。
阴极检查：①进酸前须用万用表检查阴极和阳极间是否短路，阳信和阳极是否断路，阴信和阴极是否断路；②进水、进酸后查看阴极密封处是否渗水或渗酸。
确保冷却器和恒电位仪间的信号电缆连接正确、可靠，电缆屏蔽层可靠接地。
用假负载试验判断恒电位仪HD-A是否工作正常,检查仪器箱门检查元件有无松动，接线、螺丝有无松动和脱落,机箱内接地端子须与地线可靠连接，用万用表测量阴极与阳极接线端子之间的电阻值，正常值应为20Ω左右,用万用表测量火线L与零线N之间的电阻值，正常值应为6.3KΩ左右。
（2）开车程序将冷却水进、出口阀打开，使冷却水通过冷却器，通入常温（25℃）98%的浓硫酸，并保持循环自钝化状态，维持时间约2-8h，调节控参电位为150mV-200mV，30s后输出电流，并且控参电位逐渐升高，最终达到与设定值基本一致（一般波动在±50mV），若控参电位与设定值相等，并监参电位处于-100～+600mV区间，说明恒电位仪工作正常，设备处于钝化状态。
刚投入运行时，体系需要较大电流，如果恒电位仪满量程输出电流（HD-A型恒电位仪为50A）仍不能使控参电位达到设定值，间断调小控参电位并观察电流表，直到电流可以持续输出（此时电流45A左右为宜），停止调节观察电流值的变化，随着时间的延长电流会逐渐减小，当电流慢慢减小到35A以内，便可间断调高控参电位，使电流增加到45A左右，反复调节直至达到预定值，观察控参电位是否与控参电位设定值相等，若相等说明恒电位仪已经正常工作。
图（2）阳极保护浓硫酸冷却器原理图2.2停车操作短期停车时关闭酸进口阀门、酸出口阀门，确保冷却器壳程充满浓硫酸，待浓硫酸温度降到30℃以下后，关闭进、出口水阀，恒电位保持正常工作状态，停车结束后，打开水进、出口阀，通入冷却水，再打开酸进、出口阀，投入运行，当气温低时，应按硫酸浓度与结晶温度的关系调整硫酸浓度，防止硫酸结晶。
当此操作不能实现时，则必须关闭恒电位仪，排空冷却器中酸液，关闭全部阀门。
当气温低于0℃停车时，必须排空管程冷却水，否则水结冰可能会导致换热管和管箱胀裂。
大检修期间的停车，除检查或更换阴极、化学清洗及其它必要的维修需将硫酸排尽并暂停阳极保护外，一般按上述程序停车，阳极保护继续运行。
设备排空期间，应严格防止进水（雨水或冲洗水）和吸潮，否则，残留酸液将被稀释，造成稀酸腐蚀。
长期停车时关闭酸进出口阀门，待酸冷却后关闭恒电位仪，排空冷却器中酸液，停止冷却水循环并排空，进行中和，然后用水清洗干净，用压缩空气吹干壳侧并用盲板封闭所有接管，封闭密封点，存放至重新开车使用。
3冷却器阳极保护维修3.1阴极的检修及更换不论是干燥酸还是吸收酸冷却器的阴极，尽量利用停车的时机对阴极进行检查，首先排尽冷却器内硫酸，拆卸阴极密封内压盖，将阴极缓慢抽出（一般不要用水冲洗，适当的扭动有利于阴极的抽出），检查阴极表面腐蚀及聚四氟乙烯套管变形情况，若阴极腐蚀轻微,套管没有或轻微变形,则重新插入阴极，若腐蚀严重，套管管孔处深度大于5mm，套管局部变形或鼓泡，则更换阴极，并检查阴阳极间是否短路。
3.2参比电极的检查长期的生产运行会导致酸中的污垢在参比电极表面结成酸泥，在系统停车检修时进行检查，如果出现上述现象，可以先将电极表面污泥洗净，再用0#砂纸稍加打磨即可使用。
3.2冷却器维修在操作过程中一旦发现泄漏，冷却器必须立即停止使用，否则会加剧泄漏管附近换热管及管板的腐蚀，若酸侧压力大于水侧压力，出口冷却水如呈明显酸性，经确认PH计工作正常，且进口冷却水为中性，说明有换热管泄漏，若酸侧压力小于水侧压力，关小冷却水进口阀门，使水侧压力小于酸侧压力，但检漏时间应小于半小时，否则易造成水侧结垢，若经论证确有换热管漏酸，则必须立即将管程水排净，然后打开两端水箱平盖或水箱用棉纱擦干管板，检查泄漏部位，并标出泄漏管的位置。
若换热管泄露，关闭酸进、出口阀门，排空冷却器中酸液，用清水冲洗泄漏换热管口及其附近，使泄漏换热管口呈中性（PH值≥7）后用干净抹布擦干，在封堵泄漏换热管前，可考虑在典型位置抽取一根或数根泄漏换热管及未泄漏的换热管进行观察，抽管时应选用低速钻，钻头直径不超过19mm，用氧-乙炔火焰将泄露管口及其附近烤干，用材质为316L堵头堵死泄露的管子，焊接时应先封焊堵头与管板的缝隙，然后按圆形将整个堵头堆焊上，焊完后用肉眼观察，焊缝中不得有夹渣和气孔存在，焊接时注意不要熔伤临近的其它管口，若泄漏部位出现在换热管管头与管板连接处，并且已在管板上造成蚀孔，则必须用机械方法打磨泄漏区域，再行钨极氩弧焊或手工电弧焊补焊，所有泄漏点堵焊完成后，应用“2kgf/cm2气压试验”检漏，确认无泄漏后，封上两端平盖或装上水箱，组织开车试验。
4操作注意事项必须建立定时检查记录制度，定时进行记录，记录内容至少有：电流、控参电位、监参电位、输出电压、酸浓、酸温、水的出口温度和冷却水PH值。
若冷却后酸温过低，应通过酸侧进、出口管之间的旁路来调节，不允许用调节冷却水量大小的方法来调节酸温；操作人员必须保证酸浓的相对稳定。
控制干燥酸酸浓在98%±0.5%；吸收酸控制在98%±1.0%范围内，严禁使用发烟酸或低于91%的硫酸，否则将破坏参比电极表面状态，使基准电位波动很大，从而导致控制系统失控，一旦出现这种情况应关闭仪器，待酸浓度恢复正常后，检查参比电极表面状态，如完好，则重新启动，注意冷却水的水温，并及时补充新水，循环水中氯根Cl-≤100ppm。
若出现电流突然增大或仪器失控等异常现象时，应立即检查酸浓、酸温是否发生变化，若酸浓下降或酸温升高，此时要查看酸浓的数值，如酸浓是在设计范围内的有限下降，电流增大是正常的，此时应提高酸浓，降低酸温，如生产工艺正常而酸浓下降很多，则可以判断此时酸冷器已经泄漏，，若酸浓、酸温没有发生变化，而电流突然增大，可能是仪器失控。
严禁酸温过高，避免对冷却器的腐蚀，（98%H2SO4使用温度≤100℃）。
运行过程中，由于暂时检修或突然停电等各种原因造成仪器暂时停止工作时，其停用时间不得超过3h。
不涉及酸冷器的短期停车时，在保证硫酸充满酸冷器且酸浓度大于93％的情况下，不必关闭仪器；若需排空酸冷器中的酸时，需先关闭从机电源。
重新开车时，当确认酸冷器中充满大于98%的浓硫酸后再打开从机电源。
若长期停车（超过三天），应先关闭仪器电源，然后再把酸冷器里的酸排空，之后再用大量的水反复冲洗壳程，直到冲出的水的PH值显中性即可。
酸冷器运行过程如需停车检修时，必须确保冷却水不得倒灌入酸冷器中。
不要拔出参比电极内的电极棒，以免损坏其外部的F4绝缘和导致酸液流出。
禁止在酸冷器、管道、分酸器运行过程中检修、调整点状阴极。
每年打开水箱，观察结垢情况，换热效果不好需检查水量是否达到设计要求、水侧是否结垢，若结垢严重需清洗。
检查或更换及阴极（或参比电极）时，必须将冷却器中的酸排净；每年必须抽出阴极，检查阴极棒腐蚀情况及阴极套管是否溶胀，检查完毕并清洁密封面后，安装阴极。
短期停车期间，若酸冷却器无须排酸检修，必须每隔3-5天开启循环酸泵，使酸在冷却器内循环5-10min，并且保证停泵期间酸冷却器内部浓硫酸保持充满。
5结束语阳极保护浓硫酸冷却器在硫酸干吸生产属于重要设备，掌握其操作和维护技能是非常重要的，它不仅对硫酸生产起到重要的作用，也对硫酸生产“安、稳、长、满、优”的运行提供了保障。
参考文献【1】潘正中，张明涛.《管壳式阳极保护酸冷却器的实际应用》.化工机械.第29卷第6期，p352-p354.【2】胡永红.《阳极保护系统在硫酸装置中的运用》.川化.2008第3期，p38-39.【3】《阳极保护浓硫酸设备操作手册》.天华化工机械及自动化研究设计院.【4】刘少武等.《硫酸生产技术》.东南大学出版社，p703-713.。