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煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器空冷管束防腐技術(shù)探索
2019-09-11 閱讀：次
煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽含有少量的硫酸鹽等雜質(zhì)，通過絲網(wǎng)除沫器進(jìn)行了過濾，由于絲網(wǎng)除沫器的局限性不能 完全將蒸汽中硫酸鹽過濾掉，致使含有少量硫酸鹽的蒸汽通過絲網(wǎng)除沫器進(jìn)入空冷器管束內(nèi)，造成空冷管束的內(nèi)壁及換熱管與上管板焊縫處嚴(yán) 重腐蝕，在介質(zhì)來源無法改變的前提下，將對(duì)空冷器管束本身進(jìn)行改造。該文對(duì)蒸發(fā)器空冷管束的材質(zhì)、改型做了簡(jiǎn)要闡述，并對(duì)蒸發(fā)器空 冷管束管板及內(nèi)壁做防腐的技術(shù)進(jìn)行了探索研究。
煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器蒸發(fā)出 來的蒸汽經(jīng)過絲網(wǎng)除沫器進(jìn)入空冷器內(nèi)進(jìn) 行冷凝，由于絲網(wǎng)除沫器的特殊性，不能完 全避免蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽產(chǎn)生霧沫夾 帶現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品蒸汽含有少量硫酸鹽等 雜質(zhì)進(jìn)入空冷管束內(nèi)，對(duì)空冷管束管板與換 熱管的焊縫及換熱管上部造成腐蝕。空冷 管束如進(jìn)行材質(zhì)費(fèi)用非常昂貴，價(jià)格是 目前使用空冷器的8倍左右，橢圓管空冷管 束目前了解只能做碳鋼材質(zhì)無法做成不銹 鋼材質(zhì)的空冷管束，做圓管的空冷管束換熱 面積需重新核算、尺寸需要更改且進(jìn)入冬 季后圓管的空冷管束易發(fā)生凍害，無法正 常使用，所以對(duì)蒸發(fā)器空冷管束在內(nèi)壁做防 腐上進(jìn)行了探索研究。
煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器蒸發(fā)出 來的蒸汽經(jīng)過絲網(wǎng)除沫器進(jìn)入空冷器內(nèi)進(jìn) 行冷凝，由于絲網(wǎng)除沫器的特殊性，不能完 全避免蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽產(chǎn)生霧沫夾 帶現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品蒸汽含有少量硫酸鹽等 雜質(zhì)進(jìn)入空冷管束內(nèi)，對(duì)空冷管束管板與換 熱管的焊縫及換熱管上部造成腐蝕。空冷 管束如進(jìn)行材質(zhì)費(fèi)用非常昂貴，價(jià)格是 目前使用空冷器的8倍左右，橢圓管空冷管 束目前了解只能做碳鋼材質(zhì)無法做成不銹 鋼材質(zhì)的空冷管束，做圓管的空冷管束換熱 面積需重新核算、尺寸需要更改且進(jìn)入冬 季后圓管的空冷管束易發(fā)生凍害，無法正 常使用，所以對(duì)蒸發(fā)器空冷管束在內(nèi)壁做防 腐上進(jìn)行了探索研究。
1 煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器空冷 管束在存在問題及概況
1.1 煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器空冷管 束概況
1.1.1 工作參數(shù)及材質(zhì)
工 作 壓 力 : 6 4 ～ 8 6 k ; 工 作 溫 度:93℃～103℃,主蒸汽管線材質(zhì)：316L；主 空冷入口管線及主空冷管束材質(zhì)：碳鋼。工 藝介質(zhì)分析指標(biāo)。(見表1)
1.2 煤直接液化蒸發(fā)器空冷管束在使用中 存在的問題
煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器空冷器 為斜頂式空冷器每列空冷有24片管束共計(jì) 兩列，每4片空冷管束對(duì)應(yīng)1臺(tái)風(fēng)機(jī)，空冷管束換熱管為雙層橢圓管。從2010年投用后 空冷器管束頻繁發(fā)生泄漏，停工后檢查發(fā) 現(xiàn)蒸發(fā)器空冷管束焊縫及內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重， 在空冷管束上管板焊縫及換熱管內(nèi)壁上有 少量硫酸鹽積存，上管板與換熱管焊縫有 明顯腐蝕且換熱管管壁明顯減薄，蒸發(fā)器 空冷管束每次發(fā)生泄漏的部位主要發(fā)生在 上管板與換熱管的焊縫處與靠近焊縫的換 熱管處，蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽無法被空冷器完全冷凝，蒸發(fā)器空冷負(fù)壓無法正常維持， 使整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)處理負(fù)荷下降。
經(jīng)過兩次檢修發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)器內(nèi)絲網(wǎng)除沫 器上板結(jié)硫酸鹽較多，分析空冷器上管板上 少量積鹽是由產(chǎn)品蒸汽通過絲網(wǎng)除沫器霧 沫夾帶產(chǎn)生，由于這種煤直接液化蒸發(fā)器 特殊工藝，蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的產(chǎn)品蒸汽只經(jīng) 過絲網(wǎng)除沫器直接進(jìn)入空冷管束，如有操 作不當(dāng)、工況波動(dòng)或絲網(wǎng)除沫器效果不好 等原因，會(huì)使絲網(wǎng)除沫器產(chǎn)生硫酸鹽板結(jié)加 劇絲網(wǎng)a除沫器霧沫夾帶的發(fā)生，造成蒸發(fā) 器空冷管束的腐蝕。
蒸發(fā)器空冷管束腐蝕嚴(yán)重?zé)o法滿足蒸 發(fā)裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，根據(jù)上述情況準(zhǔn)備 對(duì)蒸發(fā)器空冷管束進(jìn)行材質(zhì)或更改形 式，但經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)器空冷管束材 質(zhì)的價(jià)格是目前空冷管束的8倍左右， 而且不銹鋼橢圓管空冷無法制作，其中鍍 鋅翅片施工難度較大。如將橢圓管空冷改 為普通不銹鋼圓管空冷需要重新核算換熱 面積，且在冬季運(yùn)行中圓管空冷管束防凍難 度大，無法滿足裝置正常運(yùn)行。經(jīng)與多家 換熱器防腐單位溝通并針對(duì)現(xiàn)有蒸發(fā)器空 冷管束使用介質(zhì)、溫度、壓力及非正常工況 下的了解，并特別對(duì)空冷管束導(dǎo)熱系數(shù)做了 要求，各防腐單位均有做好蒸發(fā)器空冷管束 的想法。
2 煤直接液化蒸發(fā)器空冷管束防腐的 選用
從運(yùn)行成本及投資角度考慮，將在蒸發(fā) 器空冷管束內(nèi)表面做防腐層，經(jīng)過與多家防 腐公司溝通決定在將各公司做好的防腐掛 片放置在空冷管束內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。各個(gè)單位 根據(jù)蒸發(fā)器空冷工況制作的掛片在運(yùn)行一 個(gè)周期后發(fā)現(xiàn)SHY-99防腐涂料的使用效 果較好，根據(jù)價(jià)格等綜合因素考慮決定將 新購(gòu)置的兩片管束進(jìn)行防腐。
2.1 SHY99防腐涂料特點(diǎn)介紹
SHY-99涂料是我單位與山東華儀科
技開發(fā)有限公司針對(duì)蒸發(fā)器空冷管束的介 質(zhì)、壓力、溫度等工況選用的一種涂料由 改性耐熱、防蝕高分子合成樹脂和耐熱、 耐蝕性、填料及特種添加劑，經(jīng)特殊生產(chǎn) 工藝加工研制開發(fā)的單組份新型冷換設(shè)備 防腐涂料。該涂料除具有前兩代涂料耐酸、耐堿、耐油、耐溶劑和鹽、水溶 液等介質(zhì)腐蝕的特性外，還具有以下特點(diǎn)： (1)耐溫性高，長(zhǎng)期使用溫度在240℃以下， 能滿足煉油企業(yè)中低溫部位使用。(2)能耐 240℃,10 kg蒸汽吹掃。能滿足煉油廠開停 工蒸汽掃線要求。(3)可根據(jù)介質(zhì)的不同，進(jìn) 行微調(diào)，以滿足煉廠不同介質(zhì)要求。(4) 硬度高，可耐一定強(qiáng)度的沖擊涂層不脫落。 (5)該涂料的物理指標(biāo)及化學(xué)指標(biāo)(見表2)。 漆膜耐化學(xué)介質(zhì)性能指標(biāo)(見表3)。
2.2 適用范圍及年限
適用于石油煉制、石油化工、化纖、化
肥、氯堿、發(fā)電、冶金、食品、制藥等行業(yè)生 產(chǎn)所需的冷凝器、油冷器、換熱器、空冷器、 貯冷器、凝汽器及壓力容器的腐蝕防護(hù)。
涂料使用溫度、工作溫度≤240℃。 2.3 SHY99防腐涂料的施工要求
進(jìn)件驗(yàn)收及預(yù)處理；管束應(yīng)已打壓試 漏，無可見漏焊等；管束應(yīng)無可見磨傷、硌 傷、列管彎曲、擠靠等機(jī)械，發(fā)現(xiàn)上述 情況及時(shí)通知設(shè)備制造商進(jìn)行處理；管束 應(yīng)無影響正常施工的結(jié)構(gòu)問題、材質(zhì)問題。
2.3.1 表面化學(xué)清洗
(1)堿洗除油：將堿液通過泵泵入
需清洗除油的設(shè)備后進(jìn)行清洗，清洗完畢 后中和并水洗，然后進(jìn)行檢驗(yàn)；設(shè)備工作表 面應(yīng)水膜完整并達(dá)到浸潤(rùn)狀態(tài)。
(2)酸洗除銹：將堿液通過泵泵 入需清洗除繡的設(shè)備后進(jìn)行化學(xué)處理，處 理完露出金屬本色，除銹酸洗應(yīng)達(dá)到JB/ T6978中附錄B“鋼鐵件酸洗后的表面狀 態(tài)”的要求。
(3)鈍化：將設(shè)備吊入鈍化液槽中進(jìn)行 鈍化處理，時(shí)間為30 min。
(4)干燥：進(jìn)加熱爐進(jìn)行烘干處理，一 般干燥后24 h內(nèi)涂刷一道底漆。
2.3.2 管束涂裝施工
(1)調(diào)漆：按施工技術(shù)要求將分裝的
SHY-99防腐涂料和稀釋劑按比例混 合攪勻，施工時(shí)采用40～100目篩網(wǎng)漸次過 濾。(2)將調(diào)好的漆通過泵泵入設(shè)備內(nèi)， 保證設(shè)備灌滿停留5 min放出涂料并控干。 (3)涂裝表面必須干燥。每道漆涂敷后應(yīng)在 空氣中表干，判斷漆膜實(shí)干的方法為以手 指用力按壓漆膜不出現(xiàn)指紋為準(zhǔn)。(4)漆膜 表干后，方可送入固化爐中按照步驟8的規(guī)定進(jìn)行高溫固化。固化合格后進(jìn)行下一道 漆的涂裝。(5)升溫速度控制在每小時(shí)小于 30℃，一層到此外層漸次升溫，后一道 漆200±5℃恒溫2 h。(6)涂二遍漆：重復(fù) 驟1和步驟2。(7)SHY-99涂料共涂裝4遍， 干膜總厚度不小于120 µｍ。(8)質(zhì)量檢測(cè)： 涂層均勻，總厚度不小于120 um；外觀光 潔平整，顏色正常，表面無油、無銹，不露金 屬本色。無流掛、滴墜。
3 煤直接液化蒸發(fā)器空冷管束使用現(xiàn) 狀
2012年將新購(gòu)置的兩臺(tái)蒸發(fā)器空冷管 束管內(nèi)壁及上、下管板做了SHY-99涂料， 安裝后在使用過程中未發(fā)現(xiàn)冷卻效果與其 它空冷管束有明顯差別，使用效果良好。在 2013年裝置大檢修中對(duì)蒸發(fā)器空冷管束進(jìn) 行專項(xiàng)檢查，發(fā)現(xiàn)做過SHY-99涂料的空 冷管束換熱管內(nèi)表面及管板上防腐層完好 未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕，但未做過防腐層的空冷 管束換熱管內(nèi)表面及管板均有不同程度的 腐蝕。
4 結(jié)語(yǔ)
煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器空冷管
束腐蝕經(jīng)過多年的研究探索，根據(jù)蒸發(fā)器 空冷管束做完防腐使用2～３年的試驗(yàn)效 果，且SHY-99涂料在該工況下使用未發(fā)生 鼓包、起皺、脫落等現(xiàn)象分析，SHY-99涂 料在煤直接液化催化劑廢水蒸發(fā)器空冷的 工況下可以繼續(xù)使用數(shù)年，要想使蒸發(fā)器空 冷管束較長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行還需要在蒸發(fā)器 工藝操作的化，SHY-99涂料的調(diào)制、施 工工藝等方面進(jìn)行進(jìn)一步探索研究。
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