鄔耀飛

摘 要：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重腐蝕，在介質(zhì)來源無法改變的前提下，將對空冷器管束本身進行改造。該文對蒸發(fā)器空冷管束的材質(zhì)升級、改型做了簡要闡述，并對蒸發(fā)器空冷管束管板及內(nèi)壁做防腐的技術(shù)進行了探索研究。

關(guān)鍵詞：煤直接液化 空冷管束 防腐 SHY-99

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（c）-0119-02

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)除沫器進入空冷器內(nèi)進行冷凝，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)進入空冷管束內(nèi)，對空冷管束管板與換熱管的焊縫及換熱管上部造成腐蝕?？绽涔苁邕M行材質(zhì)升級費用非常昂貴，價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、尺寸需要更改且進入冬季后圓管的空冷管束極易發(fā)生凍害，無法正常使用，所以對蒸發(fā)器空冷管束在內(nèi)壁做防腐上進行了探索研究。

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：64～86k；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。（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片管束共計兩列，每4片空冷管束對應(yīng)1臺風(fēng)機，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)器空冷負壓無法正常維持，使整個蒸發(fā)系統(tǒng)處理負荷下降。

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)除沫器直接進入空冷管束，如有操作不當(dāng)、工況波動或絲網(wǎng)除沫器效果不好等原因，會使絲網(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)器空冷管束腐蝕嚴重?zé)o法滿足蒸發(fā)裝置長周期穩(wěn)定運行，根據(jù)上述情況準備對蒸發(fā)器空冷管束進行材質(zhì)升級或更改形式，但經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)對蒸發(fā)器空冷管束材質(zhì)升級的價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，且在冬季運行中圓管空冷管束防凍難度極大，無法滿足裝置正常運行。經(jīng)與多家換熱器防腐單位溝通并針對現(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)進行試驗。各個單位根據(jù)蒸發(fā)器空冷工況制作的掛片在運行一個周期后發(fā)現(xiàn)SHY-99防腐涂料的使用效果較好，根據(jù)價格等綜合因素考慮決定將新購置的兩片管束進行防腐。

2.1 SHY99防腐涂料特點介紹

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)備專用防腐涂料。該涂料除具有前兩代涂料耐酸、耐堿、耐油、耐有機溶劑和鹽、水溶液等介質(zhì)腐蝕的特性外，還具有以下特點：（1）耐溫性高，長期使用溫度在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，進行配方微調(diào)，以滿足煉廠不同介質(zhì)要求。（4）硬度高，可耐一定強度的沖擊涂層不脫落。（5）該涂料的物理指標及化學(xué)指標（見表2）。漆膜耐化學(xué)介質(zhì)性能指標（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。

涂料使用溫度、工作溫度≤240℃。

2.3 SHY99防腐涂料的施工要求

進件驗收及預(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、擠靠等機械損傷，發(fā)現(xiàn)上述情況及時通知設(shè)備制造商進行處理；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：將堿液通過循環(huán)泵泵入需清洗除油的設(shè)備后進行清洗，清洗完畢后中和并水洗，然后進行檢驗；設(shè)備工作表面應(yīng)水膜完整并達到浸潤狀態(tài)。

（2）酸洗除銹：將堿液通過循環(huán)泵泵入需清洗除繡的設(shè)備后進行化學(xué)處理，處理完露出金屬本色，除銹酸洗應(yīng)達到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行鈍化處理，時間為30 min。

（4）干燥：進加熱爐進行烘干處理，一般干燥后24 h內(nèi)涂刷第一道底漆。

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防腐涂料和專用稀釋劑按比例混合攪勻，施工時采用40～100目篩網(wǎng)漸次過濾。（2）將調(diào)好的漆通過循環(huán)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，判斷漆膜實干的方法為以手指用力按壓漆膜不出現(xiàn)指紋為準。（4）漆膜表干后，方可送入固化爐中按照步驟8的規(guī)定進行高溫固化。固化合格后進行下一道漆的涂裝。（5）升溫速度控制在每小時小于30℃，第一層到此外層漸次升溫，最后一道漆200±5℃恒溫2 h。（6）涂第二遍漆：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 ?m。（8）質(zhì)量檢測：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年將新購置的兩臺蒸發(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年裝置大檢修中對蒸發(fā)器空冷管束進行專項檢查，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

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)器空冷管束較長周期穩(wěn)定運行還需要在蒸發(fā)器工藝操作的優(yōu)化，SHY-99涂料的調(diào)制、施工工藝等方面進行進一步探索研究。

參考文獻

[1] 工業(yè)生產(chǎn)裝置的防腐蝕工程設(shè)計[M].

[2] 防腐蝕涂料技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用手冊[M].