u型换热器
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循环水换热器的泄漏及判断、原因分析点击：2044 日期：[ 2014-04-26 22:32:27 ] |
| 摘 要： 对换热器的泄漏原因进行了分析，同时，根据抚顺石化公司石油二厂的实际情况，对换热器发生泄漏后的现象、判定方法进行了归纳和总结，并提出了几种有效的漏点查找手段和管理方法。 抚顺石化公司石油二厂是一座以生产燃料为主的综合性石油化工企业。主要加工大庆原油，年加工能力500万t。现有两套常减压装置以及与其配套的两套催化裂化、延迟焦化、酮苯脱蜡、MTBE、烷基化、气分、汽油加氢、石蜡加氢等12套二次加工装置，需循环水量1．8 2万t／h，分别由供排水车间7座循环水场供给。据统计，在这7座循环水场中，南催化裂化循环水场发生泄漏的机率较大。 l 换热器泄漏的原因分析 装置冷换设备发生泄漏，泄漏点主要集中在管束、垫片、小锅等部位，引起换热器的泄漏主要有如下几方面因素： (1)换热介质腐蚀性较强，如加工俄罗斯原油，硫化氢的含量较高，引起换热器管束介质侧发生泄漏；另外循环水的水质较差，引起垢下或微生物腐蚀，引起换热器管束水侧发生泄漏。 (2)检修施工质量较差，换热器小锅的安装不到位，引起换热器泄漏。 (3)垫片质量差，运行一段时间后，垫片损坏，引起换热器泄漏。 (4)生产装置操作不平稳，介质压力突然升高，也会引起换热器短时间内小锅的泄漏。 2 泄漏物料的判断 2．1 苯类物料的泄漏 苯类物料换热器发生泄漏后，最明显的征兆是循环水水质变红，各项水质指标如浊度、悬浮物、COD、腐蚀速率等相应上升。在投加非氧化性杀菌剂1227之后，循环水颜色恢复正常，但若漏点不切除，根据泄漏量的多少，循环水的颜色在不等的时间又会变红。 案例1：石油二厂酮苯脱蜡车间使用的溶剂为甲乙酮、甲苯。2001年7月份酮苯脱蜡水场发生泄漏，水质变红，这是该水场运行8年来首次出现这种情况，根据换热物料进行推断，认为是溶剂发生泄漏，于是外委抚顺石油化工研究院环境监测总站对酮苯脱蜡水场循环水进行定性分析，鉴定结果表明循环水中有较高含量的甲苯、甲乙酮。判定酮苯脱蜡车间的溶剂甲苯、甲乙酮进入循环水中后与水中的物质发生化学反应，导致水质变红。泄漏换热器切除之后，循环水水质恢复正常。 2002年9月七循环水场水质也变红，七循环水场供水装置有乙苯、MTBE、烷基化、气分、汽油加氢，乙苯车间换热器的换热介质中有苯类物质，于是查找乙苯车间换热器，确定El06二乙苯换热器发生泄漏，切除后，循环水水质恢复正常。 2．2 催化裂化装置换热器的泄漏 南催化裂化循环水场泄漏较频繁，为了加强水质监控，在此循环水场的回水管线上安装粘泥监测箱。南催化裂化装置循环水系统，泄漏物料包括汽油、轻柴油、重柴油、压缩富气、液化气以及酸性水汽提部分的净化水、原料水、氨水等，这些物料漏人循环水系统后，从水质表观与数据上会引起各种变化。 2．2．1 酸性水汽提部分换热器泄漏的判断 “酸性水”是指催化裂化车间分流塔顶油气分离器及汽压机出口油气分离器分离出来的污水，这种污水硫化物、氨氮的含量较高，均达2 000～6000 mg／L，pH值11～13。因此酸性水汽提部分换热器发生泄漏后。在最初阶段表现为碱度、pH值上升，但泄漏一段时间后，循环水中的硫细菌将循环水中的硫化物转化为硫酸： H2S+02一H20+2S 2S+302+2H20 — 2H；SO, 硝化细菌将循环水中的氨态氮转化为硝酸： 2NH3+402—一2HNo3+ 0 循环水的碱度、pH值均会下降，COD上升。 案例2：2001年9月，南催化裂化水场的浓缩倍数3．5左右，碱度由190 mg／L一周内上升至305．24 mg／L，随即下降，半个月后降至80．06 mg／L，pH值降至7．73，COD达到18．8 mg／L，随着泄漏时间的延长，碱度和pH等各项指标持续下降，这段时间系统浓缩倍数变化不大。最后查出酸性水汽提部分净化水换热器发生泄漏。 2．2．2 轻组分换热器泄漏的判断 压缩富气、液化气均为轻组分，以C ～C 组分为主，在常温常压下以气体的状态存在，因此发生泄漏后，最明显的反应是粘泥监测箱内会出现大量的气泡，呈现出“开锅”状态，箱内的循环水向上喷溅。压缩富气、液化气中均含有如H2S的含硫化合物，其中压缩富气的硫化物含量较高，2000～3 000 mg／L。液化气中硫化物含量略低些，1500～2 500 mg／L。这两种介质泄漏一段时间后，循环水的硫化物含量上升，COD上升，硫细菌将循环水中硫化物转化为硫酸，循环水的碱度、pH值下降。 案例3：2003年12月中旬，南催化裂化循环水场的粘泥监测箱内出现大量气泡，系统油含量变化不大，浊度、悬浮物略有上升，碱度、pH值明显下降，碱度最低降至20．02 mg／L，pH值最低降至6．7，循环水中硫化物含量达到0．968 mg／L，最后查出压缩富气换热器泄漏，切除漏点后，系统逐渐恢复正常。 2．2．3 轻柴油换热器泄漏的判断 轻柴油不溶于水，遇水易发生乳化。轻柴油漏人循环水中后即发生乳化，能从循环水中析出黄白色的油沫，循环水的颜色灰白。 2．2．4 汽油换热器泄漏的判断 汽油为C ～C20的组分，里面含有少量的轻组分，出现泄漏后，粘泥监测箱内也会出现气泡，随着泄漏量的增加，循环水的颜色变成黑红色。汽油的挥发性强，通过凉水塔能挥发出较浓的汽油气味。 3 查找漏点的手段 发生泄漏后，首先应找出泄漏的换热器，及时从系统中切除。因此查漏的手段是否健全、快速、有效是关键。 3．1 pH值监测方法 如果泄漏的物料有明显的酸碱性，可以利用pH值来确定换热器是否发生泄漏。 3．2 油含量监测方法 如果泄漏的物料为较重组分的油，如轻柴油、重柴油等，通过换热器出人口油含量的差值，判断换热器是否发生泄漏。 3．3 COD监测方法 COD的多少反应了循环水中有机物的含量。炼油厂泄漏的介质基本为有机物，因此通过监测目标换热器出人口COD值能很直观地判断出换热器是否发生泄漏。 3．4 余氯监测方法 当冷却水中有氨、硫化氢、二氧化硫等物质时，氯会与水中的这些物质发生反应，氯气的消耗量将会增加，在投加量不变的条件下，余氯会下降或监测不出。提高系统余氯控制值，监测目标换热器出人口余氯值，余氯值衰减量大的换热器可以判定为泄漏的换热器。这种监测方法快速、方便、简洁，判断准确。 3．5 利用特定的仪器监测 美国GE—Betz公司生产一种查轻组分泄漏的专用仪器，利用这种仪器采集目标换热器出人口的气体，对采集的气体进行色谱分析，根据检测结果判断换热器是否泄漏，泄漏的是何种介质。2002年9月份供排水车间催化裂化循环水场曾利用这类型仪器对液化气、压缩富气换热器查漏，色谱分析结果能明显地判定泄漏的换热器。这种监测方法仪器安装比较繁琐，气体采集时间较长，但准确度较高。 3．6 粘泥监测箱存集气体监测 轻组分介质泄漏会在系统存集大量气体，在粘泥监测箱内能很直观地体现出来。将粘泥监测箱密封好，在上部开一采样孔，当粘泥监测箱内原存集的空气被泄漏的轻组分置换完全后，用双联球采样器采集箱内气体，用色谱分析气体组分，确定泄漏的组分，定位泄漏的换热器。 2004年3月，利用这种方法对催化裂化循环水场粘泥监测箱内的气体采样，分析结果表明，气体中含有液化气组分，对介质为液化气的换热器出人口进行COD、余氯检测，证明介质为液化气的换热器发生泄漏。 这种监测方法要求粘泥监测箱密封要好，同时要将箱内的空气置换干净之后再采集气样，否则会干扰组分的判断。 4 结语 换热介质的泄漏是影响循环水水质指标的首要因素，因此发生泄漏后，关键是要掌握各种换热介质进入循环水后，会产生何种现象，准确地判断泄漏的是何种介质，有针对性地去查找漏点，根据泄漏介质的不同选择合适的查漏方法，采取适宜的处理方案来改善水质，避免水质恶化对系统产生腐蚀。 |
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