吳維呈

(河南龍宇煤化工有限公司 ， 河南 永城 476600)

河南龍宇煤化工公司主要以煤制甲醇、醋酸、乙二醇的大型煤化工企業(yè)。公司有眾多不同種類的換熱器，而且換熱介質(zhì)繁多，成分復(fù)雜，一旦換熱器發(fā)生腐蝕泄漏，將對水系統(tǒng)造成很大的影響。通過對裝置的換熱器快速檢測手段進(jìn)行探索，為換熱器的快速查漏提供技術(shù)支持。

1 各類換熱器泄漏的危害

1.1 有機(jī)物類換熱器

換熱器長時間泄漏，該換熱器的有機(jī)介質(zhì)會被微生物所消耗，造成細(xì)菌大量繁殖，細(xì)菌的代謝產(chǎn)物及其所黏附的生物黏泥附著設(shè)備，造成垢下腐蝕，最終造成設(shè)備腐蝕穿孔，導(dǎo)致泄漏更加嚴(yán)重，對循環(huán)水系統(tǒng)造成極大的危害，如果循環(huán)水泄漏至另一側(cè)，則會造成產(chǎn)品的污染甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量事故。

1.2 油冷器換熱器

循環(huán)水系統(tǒng)油污染會導(dǎo)致水體乳化，增加循環(huán)水的色度和濁度，同時循環(huán)水的COD含量會顯著增加，循環(huán)水乳化后會在換熱器的管壁形成一種油膜，影響換熱器的換熱效果。另外，泄漏的潤滑油與水中的懸浮物結(jié)合生成油垢，大大降低了換熱器的傳熱效率，從而導(dǎo)致裝置的能耗大幅增加。

1.3 氨換熱器

甲醇裝置的氨換熱器外漏，現(xiàn)場會有刺鼻的氣味，由于氨具有毒性，可燃易爆，一旦發(fā)生事故，對現(xiàn)場巡檢人員、制冷系統(tǒng)及周圍裝置的安全性造成重大危害。如果是換熱器內(nèi)漏，循環(huán)水壓力比氣氨壓力高，水進(jìn)入氨系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的水達(dá)到一定程度時，氨制冷量不足，嚴(yán)重影響低溫甲醇洗單元的吸收。如果少量氨泄漏到循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)，會嚴(yán)重影響循環(huán)水的水質(zhì)，在循環(huán)水中有充足的碳源、氮源、氧氣、會造成大量微生物的繁殖，造成水質(zhì)惡化。微生物沒有得到有效控制，導(dǎo)致生物黏泥大量超標(biāo)，給循環(huán)水的連續(xù)，穩(wěn)定運行造成了一系列的負(fù)面影響。另一方面氨對銅及銅合金換熱設(shè)備腐蝕也比較嚴(yán)重。

1.4 氣水換熱器

煤氣主要成分有：CO、CO2、H2、N2、H2S、微量HCl、NH3、CH4，一旦泄漏，由于CO、H2難溶于水，它們會隨著循環(huán)水被帶到?jīng)鏊鹊胤?，隨后釋放出來，同時可能有微量的硫化氫釋放，對巡檢人員的安全帶來極大的威脅，如果有動火作業(yè)，也有發(fā)生爆炸的可能。

1.5 水汽換熱器

如果循環(huán)水泄漏至冷凝液一側(cè)，就會使冷凝液回收的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，不能回收利用，加大除鹽水站的制水壓力，造成除鹽水量不足，甚至?xí)绊懙较到y(tǒng)負(fù)荷。

1.6 渣水換熱器

煤氣化裝置的渣水換熱器泄漏會造成循環(huán)水系統(tǒng)濁度上升。渣水泄漏到循環(huán)水系統(tǒng)，會造成換熱器和氣化渣水管道堵塞。同時渣水中的懸浮物會沉積在換熱器和工藝管道表面，影響換熱器的換熱效果。

2 換熱器查漏分析對策

2.1 物理方法判斷

通過對各工段的循環(huán)水換熱器回水的濁度、懸浮物和現(xiàn)場氣味來判斷該換熱器是否存在泄漏。例如：空分和甲醇配套裝置氨換熱器泄漏，現(xiàn)場會有強(qiáng)烈刺鼻氣味；煤氣化裝置的換熱器泄漏會使循環(huán)水變渾變黑，濁度明顯上升。

2.2 化學(xué)方法判斷

依據(jù)換熱介質(zhì)的不同，確定一些重要的查漏分析項目對水系統(tǒng)做定期的檢測，如循環(huán)水中的NH3-N、COD、甲醇、pH值、油含量，冷凝液的二氧化硅、電導(dǎo)率等。在日常分析過程中一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有較大的異常，則可根據(jù)具體分析結(jié)果判斷泄漏的類型，然后針對這一類型的換熱設(shè)備逐個排查，最終查到泄漏源，從而制定相應(yīng)的應(yīng)對措施。另外，對較容易發(fā)生泄漏的、發(fā)生泄漏造成危害非常嚴(yán)重的以及已經(jīng)泄漏但對生產(chǎn)環(huán)保影響不大的特定換熱設(shè)備，通過日常的檢測來確定該設(shè)備是否發(fā)生泄漏，以及泄漏量是否增大。

2.2.1有機(jī)物類換熱器查漏分析(甲醇、二甲醚、醋酸等)

如果有機(jī)物泄漏的話，要么是水中的有機(jī)物含量升高，要么是有機(jī)物介質(zhì)中水分超標(biāo)。例如公司精餾裝置的加壓塔精甲醇冷卻器E15502管程為循環(huán)水是殼程為精甲醇。

分析方案：用色譜分析法測定換熱器回水中的甲醇含量，若有甲醇則可確定換熱器已泄漏。

測定換熱器入口甲醇和換熱器出口甲醇中的水分含量。采用卡爾-費休法來測定換熱器進(jìn)出口甲醇中的水分含量，若出口甲醇含水量大于入口則可確定換熱器已泄漏。也可以測定上水和回水的COD含量(方法參見GB/T 15456—95 工業(yè)循環(huán)冷卻水中需氧量(COD)的測定高錳酸鉀法)，若回水COD明顯大于上水COD則可確定換熱器已泄漏。

2.2.2油冷器換熱器查漏分析

如果油冷器的油泄漏循環(huán)水系統(tǒng)，水系統(tǒng)的油含量會顯著增加，因此可以通過測定油冷器循環(huán)上水和回水的油含量來判斷該換熱器是否泄漏。循環(huán)水中油含量通常采用紅外測油儀方法進(jìn)行測定。當(dāng)循環(huán)回水的油含量明顯高于循環(huán)上水的油含量時，可以判斷該換熱器泄漏。

2.2.3氨換熱器的查漏分析

如果有氨泄漏，由于氨極易溶于水，則回水的pH值會有明顯的上升，可通過對比上回水的pH值來判定。氨是一種無色氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味，若回水中有明顯的刺激性氣味，也可確定換熱器已泄漏。取換熱器上水和回水分別測定氨氮的含量(分析方法參見 GB 7479—87水質(zhì)銨的測定納氏試劑比色法)，若回水氨氮大于上水氨氮則表明換熱器已泄漏。

2.2.4氣水換熱設(shè)備的查漏

由于煤氣中的CO、H2難溶于水，所以可以通過測定換熱設(shè)備回水是否釋放出CO等氣體來確定換熱設(shè)備是否泄漏。具體做法：打開回水閥，用采樣瓶采集水樣，迅速用氣體檢測器在瓶口處測定氣體含量，若顯示有CO等，則表示換熱設(shè)備已經(jīng)泄漏。如果泄漏量大，在采樣時水樣中會有大量氣泡逸出，現(xiàn)象很明顯，如公司E15301、E15105使用氣體檢測儀檢測CO等氣體含量。注意事項：人員站于上風(fēng)口，必要時需佩戴防毒面具。

2.2.5水汽換熱設(shè)備

正常情況下循環(huán)水與冷凝液的電導(dǎo)率相差甚遠(yuǎn)，可先測定冷凝液的電導(dǎo)率，如果電導(dǎo)率異常升高，然后再測定冷凝液的硬度(參見GB 6909.2—86鍋爐用水和冷卻水分析方法硬度的測定低硬度)、二氧化硅等，如果有硬度、且二氧化硅較大，可確定換熱器已泄漏。

2.2.6渣水與循環(huán)水換熱器

渣水的表觀與循環(huán)水有很大的差別，如有泄漏，可在回水中發(fā)現(xiàn)明顯的固體懸浮物，濁度上升，可分析循環(huán)上水和回水的濁度來判定。

3 結(jié)束語

我公司通過采用上述分析方式建立了簡單快速的換熱設(shè)備查漏方法，并對一些重要換熱設(shè)備定期檢測，查漏效率大幅度提升，對已泄漏設(shè)備加大頻率檢測，給設(shè)備的特護(hù)工作提供數(shù)據(jù)支持，對水系統(tǒng)的運行和制定應(yīng)對措施起到很大的指導(dǎo)作用，為公司裝置的安穩(wěn)長滿優(yōu)運行提供了有力保障。