冷换设备泄漏原因及预防措施

冷换设备泄漏原因及预防措施

摘要：通过对冷换设备泄漏产生原因进行分析,针对冷换设备目前存在的实际问题进行分析,提出解决办法和预防措施。

一、目的及意义

冷换设备是炼油设备的重要组成部分，在炼油设备中所占比例较大，约占工艺设备总质量的40％，其中换热设备中大约有1/3是水冷器。冷换设备的运行状态关系到装置能否平稳运行，腐蚀与结垢是影响冷换设备安全运行的两大因素。腐蚀导致管束穿孔，影响生产，两种介质相互污染；结垢导致换热效率下降，能耗增加，而且管束表面结垢以后，还导致特定的垢下腐蚀。因此，冷换设备的防腐是保证装置长周期安全、平稳运行、降低耗能、节约钢材的重要措施。

二、冷换设备的腐蚀原理及主要原因

冷换设备的腐蚀与结垢视工作介质不同,管子的外面与内表面均会产生。冷换设备所接触的工作介质主要是水、油及油气。根据各企业严重的腐蚀问题，虽然对于水侧,可以通过水质稳定进行处理；轻油气侧通过工艺防腐措施解决。但是操作条件的波动仍导致局部设备在苛刻条件下结垢与腐蚀。

我厂水冷器腐蚀、结垢的主要原因分析：

1.冷换设备年久失修或多次检修，更新换代跟不上：设备年久失修，最长的水冷器运行27年。

2.生产装置大部分存在先天性工艺、设计缺陷：冷换设备串联，进出口管径太细（有些只有Φ40-50mm）；装置位置高，系统管线长等因素造成循环水流速低，流量小，水中的悬浮物沉积成为垢下腐蚀。热介质温度高，冷热温差大，加速设备腐蚀；而且随着装置扩建、改建，循环水系统改造跟不上。

3.水冷器设备运行操作重视不够，实际操作中只关心水冷器的出水温度，而不考虑流速，进水侧阀门调整频繁，阀门开度太小，有些只有1~2扣，造成循环水流速太低，加剧水冷器管束堵塞、腐蚀。

4.冷换设备制造、防腐、检修质量差：检修队伍素质差，对焊接、堵漏、试漏、安装等关键环节把关不严，没有一套完整的质量保证体系，经常出现刚检修过的冷换设备再次泄漏的情况。

5.循环水清洗预膜造成冷换设备腐蚀：循环水清洗预膜期间，循环水处于酸性状态，平均PH值一般在2.5~5.5左右，这样一旦清洗预膜工艺控制差，清洗或预膜完成，一旦排水不及时，酸性水停留系统时间过长，很容易对系统冷换设备造成腐蚀。

三、冷换设备的预防保护措施

冷换设备轻油侧与水侧的腐蚀问题，通常采用管束表面喷涂TH901或者TH847等防腐涂层的办法。

提高冷却水的流速（提高至正常流速0.8~1.0m/s左右），尽可能使水冷器中的冷却水温度不超过设计温度，以利于减少杂物、泥沙等的沉积和水处理药剂的分解、积垢，减缓垢下腐蚀，提高换热效率。

换热器结垢及防止措施：常见的换热器结垢方式有生物结垢、化学反应结垢、晶体结垢和颗粒结垢4种。

水冷换设备主要存在生物结垢：天然水中存在的微生物是导致换热器传热效率下降的主要原因。水冷器中通水的一侧有助于微生物尤其是细菌的生长，可在换热器表面形成厚度为1mm甚至更厚的沉淀物，成为换热器传热的阻力。

四、我厂在冷换设备方面所采取的措施及建议

1.对关键冷换设备采取更换新型蝶簧垫片、材质升级、防腐、更新改造等手段，2006年大修期间丙烷、二联合车间10台主要冷换设备增加蝶簧垫片，大大降低了设备管箱垫片的泄漏率，保证了装置生产，2006年共更新冷换设备5 台，更换芯子14台，防腐 1 台，有效的保障了生产装置的安全平稳运行。

2.工艺技措改造，改善设备操作环境：通过增大循环水进出口管径，增加循环水流速，改变工艺流程等办法来减缓冷换设备腐蚀。

3.水系统实施清洗、预膜：由于循环水质脏，管束堵塞严重，垢层腐蚀，在2006年催化，丙烷、二联合等装置停工检修时，对台冷换设备进行高压射流冲洗，同时平时根据生产需要又对常压、一联合等车间的10台冷换设备进行冲洗；水处理系统在5月份进行了清洗预膜，目前来看，清洗效果一般，水冷器及系统内管线锈垢、粘泥没有完全清理干净，如二联合多台冷却器4月份进行过高压冲洗，8月份就发现结垢严重。

4.对冷换设备制造、检修质量差方面，建立质量保证体系，加强监督检查：对冷换设备检修过程，机动部、生产车间和检修单位严格了检修检查程序，对焊接、试漏、堵漏、试压、安装等关键工序实行层层严格监督把关，绝不留下任何隐患。

5.建议对水冷换设备定期进行监测，调整运行操作：建议组织对全厂范围内的冷换设备每年进行2~3次的水质化验分析与普查监测，根据监测分析数据，对清洗剥离剂进行完善，对水冷换设备水测流速（正常范围在0.8~1.0mm）及热介质温度进行相应的调整，保持适合的温度和流速，从而对全厂用水量进行合理分配。

6.加强水处理药剂管理，选用最优的水稳剂配方：建议请有关专家到现场取粘泥垢样、新水研制开发新型水稳剂配方，并逐步不断完善更新改进；建议供水车间根据新型配方，调整操作，摸索出最优操作方案，制定循环水场操作规程，不断提高循环水质量。

7.加大冷换设备更新改造力度，满足设备长周期安全高效运行：我厂现有冷换设备326台，累计运行时间最长的达31年之久。大多数冷换设备已运行10年左右，处于后期阶段，到了该更新改造的时候。由于资金紧张，每年仅对个别的设备进行更新改造，如果后期投资跟不上，冷换设备将是制约我厂装置长周期安全运行的一个最大的瓶颈。

五、结束语

通过以上措施，可以加强冷换设备运行管理，提高我厂水质运行操作；对水稳剂进行改进，可消除循环水内的油泥，延长冷换设备寿命，增强冷换设备的换热效率，有效控制冷换设备泄漏，杜绝因冷换设备故障引起的装置非计划停工，可有效节约水资源，削减了水质污染，具有良好的经济效益和社会效益。