鄧朝紅，梅 軍，王俊全

(中國石油廣西石化公司動(dòng)力部，廣西 欽州 535008)

1 熱媒水系統(tǒng)簡介及工藝流程

某石化公司閉路熱媒水系統(tǒng)在常規(guī)運(yùn)行情況下補(bǔ)充除鹽水作為熱交換媒質(zhì)用于常減壓、催化裂化、加氫裂化和芳烴提純等高溫?fù)Q熱器回收熱量，同時(shí)向氣分裝置供熱。具體系統(tǒng)參數(shù)如下：(1)系統(tǒng)容積320m3（估算值，包括2個(gè)儲(chǔ)存熱媒水的除油罐，40m3/個(gè)，近1km的管道，管徑400mm，近20個(gè)換熱器容積）；(2)溫度：設(shè)計(jì)換熱管路75℃經(jīng)換熱器至110℃，供熱管路110℃降至75℃，但無論換熱還是供熱，實(shí)際溫度都是70℃和105℃；(3)換熱器材質(zhì)：大部分為20#碳鋼，少量銅、不銹鋼材質(zhì)；(4)目前系統(tǒng)有滲漏，每h需補(bǔ)水約10m3。流程示意圖見圖1。

圖1 熱媒水系統(tǒng)工藝流程示意圖

2 常減壓熱媒水換熱器存在問題

常減壓裝置開工運(yùn)行已經(jīng)1年多，期間換熱器出現(xiàn)問題較多，且主要集中在2011年6月以后，換熱器先是出現(xiàn)換熱效果差，而后出現(xiàn)內(nèi)漏情況，表1是常減壓裝置熱媒水換熱器的泄漏及處理情況。

表1 常減壓裝置熱媒水換熱器使用情況

上述換熱器全部采用了碳鋼管束，水側(cè)均走管程，腐蝕部位大部分為管板的焊縫處，其中E205C由于管板泄漏面積較大，焊接存在困難，選用了大連美特鐵對(duì)管板做了涂層處理，對(duì)E123進(jìn)行了檢修，管板補(bǔ)焊了3次才試壓合格?？紤]到現(xiàn)場施工條件一般，焊接質(zhì)量無法得到保證，檢修后的換熱器仍然存在繼續(xù)泄漏的隱患，急需備用新的換熱器芯子。

3 原因分析

3.1 水質(zhì)概況

該石化公司熱媒水補(bǔ)充水為除鹽水，水質(zhì)滿足GB/T12145-2008《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中鍋爐給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。外供除鹽水控制指標(biāo)及目前熱媒水水質(zhì)見表2。

表2 外供除鹽水水質(zhì)指標(biāo)

表3 熱媒水換熱器泄漏初期熱媒水水質(zhì)數(shù)據(jù)

從上面2個(gè)表的水質(zhì)數(shù)據(jù)可以看出，熱媒水已經(jīng)遭到很嚴(yán)重的污染，熱媒水換熱器物料泄漏嚴(yán)重。總鐵高，說明系統(tǒng)腐蝕比較嚴(yán)重，這些鐵分會(huì)在高溫低流速部位沉積，影響熱交換效率，以及進(jìn)一步促進(jìn)垢下腐蝕；COD有32mg·L-1，因?yàn)楦蓛舻某}水COD應(yīng)該測(cè)不出，說明系統(tǒng)內(nèi)有裝置存在工藝介質(zhì)滲漏，影響水質(zhì)；電導(dǎo)率有11μs·cm-1，沒有加藥的干凈的熱媒水電導(dǎo)率應(yīng)該和補(bǔ)充的除鹽水相近，說明熱媒水系統(tǒng)存在導(dǎo)電性物質(zhì)，即有雜質(zhì)存在。

3.2 腐蝕原因分析

金屬表面在微觀上是不均勻的，當(dāng)與水介質(zhì)接觸時(shí)，會(huì)形成許多微小電池，其中活潑部位成為陽極，不活潑部位成為陰極。金屬在陽極發(fā)生氧化反反應(yīng)，釋放出電子，自身被氧化成高價(jià)態(tài)的金屬離子從金屬基體上溶解到水中。反應(yīng)如下：

Fe→Fe2++2e

溶解氧在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子，自身被還原成低價(jià)態(tài)的離子或分子。在中堿性水中，主要發(fā)生溶解氧被還原反應(yīng)，反應(yīng)如下：

表4 熱媒水換熱器泄漏半年后熱媒水水質(zhì)數(shù)據(jù)

O2+4e+2H2O→4OH-

當(dāng)亞鐵離子與氫氧根相遇時(shí)，生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)如下：

Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓

氫氧化鐵的產(chǎn)生即是腐蝕的開始[1]。

實(shí)際工況分析：由于熱媒水補(bǔ)充水為除鹽水，含氧量在 8×10-6～10×10-6，pH值在 8.8～9.2，因此換熱器腐蝕一方面是由吸氧腐蝕造成；另一方面，由于換熱器管板及焊接處加工造成的應(yīng)力，引起應(yīng)力腐蝕；再者，管板與換熱管焊接處材質(zhì)不一，引起電偶腐蝕。初期微量腐蝕泄漏，泄漏物料逐日增加，水質(zhì)惡化腐蝕速率加劇。

4 解決措施

(1)更換換熱器芯子。(2)熱媒水換熱器逐臺(tái)查漏修復(fù)，置換水質(zhì)。(3)管路增加監(jiān)測(cè)換熱器，監(jiān)控?zé)崦剿|(zhì)。(4)熱媒水系統(tǒng)增加除油、除鐵設(shè)施。(5)熱媒水中加水處理藥劑。(6)投加除氧劑與鍋爐水處理藥劑。

[1] 李本高.現(xiàn)代工業(yè)水處理技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國石化出版社，2004.