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浮頭換熱器的腐蝕與防治
徐海生 杜然
石家莊焦化集團有限責任公司
浮頭換熱器以其適用溫差大,便于拆清的特點廣泛用于生產當中。頻繁拆裝清理很容易造成浮頭換熱器管束的損壞。石家莊焦化集團有限責任公司通過長期的實踐,通過對浮頭換熱器管束腐蝕結垢的防治,延長了浮頭換熱器的使用周期,提高了其換熱效率。
1.石家莊焦化集團脫硫塔用脫酸水冷卻和洗氨塔用提水冷卻均使用浮頭換熱器。
2.使用情況。換熱器在使用過程中經常會出現換熱效率下降情況,通過定期的反沖洗,可以提高減緩換熱器的堵塞情況,但經過一定時間的使用,仍需拆開清理才能使換熱器達到正常的換熱效率。
3.(1)情況分析。通過拆檢發現浮頭換熱器換熱效率下降的主要原因是管束外壁沉積了大量的黑色和棕色的沉積物。這種沉積物在新鮮和潮濕的情況下有黏感,管束和折流板上有半球形銹瘤,銹瘤下面有圓錐形或半球形腐蝕痕跡。其情況屬于微生物鐵細菌腐蝕,管板和管束間、管束和折流板間存在大量銹蝕,這情況屬于縫隙腐蝕。
沉積物多分布于管束和折流板、循環水流動的死區。造成阻力的主要原因是腐蝕、結垢。
(2)腐蝕機理。石家莊焦化集團循環系統為敞開式涼水塔系統,所以循環水為高氧水。微生物在38℃以上、45℃以下為高速繁殖區。微生物附在管束上便造成了微生物腐蝕,在管束和管板、管束和折流板常有縫隙存在,由于縫隙缺氧成為陽極,從而產生腐蝕。
4.方案。根據浮頭換熱器換熱效率下降的原因分析,對管束分別進行了防腐,將原Q235A改為1cr18Ni9Ti。防腐工藝:管束→表面處理→堿洗→水洗→酸洗除銹→水洗→噴沙→除銹→凍化→一次防腐→干燥→二次防腐→加墊固化。
5.效果:浮頭換熱器使用周期大大延長。
拆檢過程中發現,管束上的沉積物很容易清除,而且量已減少,清洗周期大大延長。經過防腐的管束和折流板上的銹蝕基本消除。銹蝕部分產生于防腐蝕層脫落的部分,更換為1cr18Ni9Ti的管束上沒有銹蝕點,但由于折流板仍為Q235A,上面仍有大量銹蝕。
6.存在問題。管束上的沉積物和銹蝕雖然減少,但反沖后浮頭換熱器的換熱效率沒有明顯提高,循環水經浮頭換熱器的阻力沒有明顯變化。管束仍存在腐蝕穿孔。二段用水為未處理過的大井水,含砂腐蝕大,頻繁拆裝,對管束、折流板造成磨損。
7.現存問題分析:
(1)對管束和折流板的處理使沉積物減少,但由于浮頭換熱器存在E流危害,由于循環水的泥沙對殼體的沖刷和循環水對殼體的腐蝕,折流板原有腐蝕使管束折流板和殼體的配合間隙變大,加重了浮頭換熱器的E流,使其換熱效率降低,從而使沉積物沉積不再是換熱效率降低的主要原因。
(2)浮頭換熱器拆裝時用吊車的鋼絲繩,在拆裝時對管束和主體的再破壞,使割傷位置產生隙腐蝕。
8.改進措施:
(1)更換折流板(1cr18Ni9Ti)或防腐,根據腐蝕情況加大折流板。
(2)殼體防腐、鈍化處理。
(3)改為折流桿或折流板圓氈(南京)。
(4)管束吊裝改專用機械,避免吊裝時由于誤差使折流板和管束變形。
(5)增加筋板和折流板厚度或更換材質,加大剛性,減少安裝時變形磨損。
(6)清理時應清理殼體,有條件進行圓整或修補。
(7)加沉淀或過濾,減少泥沙含量。
(8)加氯抑制微生物再生。
(9)加強備用管束的維護和管理,減少大氣腐蝕。
(10)溴化鋰制冷水的應用,使循環水中的抑制劑減少了微生物。折流板上加裝壓板和折流弧相對,折流板加厚,打孔和壓板相連,中間用1mm厚毛氈成斜45°或60°角向里,安裝時小邊在里。
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