加热炉化学清洗时的腐蚀分析与监控.doc

加热炉化学清洗时的腐蚀分析与监控 李 炯 （岳阳长岭设备研究所有限公司） 本文阐述了在完成加热炉对流段炉管外壁的化学清洗时，造成炉管腐蚀的主要原因，同时有针对性的提出了监控措施，保证了清洗施工的质量，赢得了客户的一致认可。 关键词：化学清洗 炉管 腐蚀 监控 随着全国节能减排工作的进一步开展，在如何提高加热炉热效率方面的研究也越深入。加热炉化学清洗作为提高加热炉热效率的有效办法之一，越来越受到炼油化工企业的重视并已在全国多个炼油化工企业展开。但随之而来的清洗腐蚀问题也成为了各个企业考虑的重点。 经过我们多年从事加热炉化学清洗工作的研究与分析，查找出造成炉管腐蚀的关键原因，并制定了严格的炉管腐蚀监控工作管理规程，本文对其进行了详细的介绍。 一、炉管腐蚀造成的严重危害 加热炉作为炼油化工生产装置的重要设备之一，其在炼化装置的重要性就相当于人体的心脏，如果加热炉发生故障而停工检修，将有可能导致整个生产装置的停工，因此而造成的经济损失必将是巨大的。 2012年在中海壳牌检修期间，我们承接其加热炉对流段化学清洗工作，中海壳牌将检修的时间比作金子的流逝。因为一台加热炉停工检修一天造成的直接经济损失在6~8万元之间，这还不包括其他附加产品的经济损失。 同时，炉管腐蚀穿孔还可能造成重大的人员伤亡事故。由于炉管中流经的大多为高温加热的油体，在炉管腐蚀穿孔后。高温油体从细孔中喷涌而出，与空气接触后发生大火。如果不及时处理可能导致加热炉烧毁甚至爆炸，这将直接威胁到现场操作人员的人身安全。2011年，长岭炼化1#常减压装置常压炉出口处炉管腐蚀穿孔，导致高温油体喷涌而出，由于现场操作人员及时发现，冷静处理，否则将造成不可估量的损失。 如何预防加热炉炉管腐蚀穿孔工作是当前许多专家学者的研究重点之一。那么，在化学清洗的过程中，又会有哪些原因会造成炉管的腐蚀呢？ 二、化学清洗对炉管造成腐蚀的原因分析 由于加热炉化学清洗采用的是水基药剂，药剂会对炉管造成氧化，加速炉管的腐蚀。因此在清洗施工前要做好预防工作。水基药剂对炉管腐蚀的主要原因有以下几点： 1、药剂中CL-1对炉管造成的腐蚀 在自来水中，为了杀灭水中存在的微生物，自来水公司的员工会在水中加入微量的次氯酸钠（国家标准规定自来水含氯量要大于等于0.05毫克/升），因此导致自来水中含有CL-1。CL-1造成炉管腐蚀的原因是由于Fe失去电子变成2价铁离子，而CL得到电子变成CL离子，如此炉管就被慢慢的腐蚀了。 同时在CL离子含量较高的条件下，不锈钢容易发生晶间应力腐蚀和点蚀，而导致炉管腐蚀开裂。 2、炉膛中垢污对炉管造成的腐蚀 目前在炼油化工装置还有相当一部分的加热炉采用的是油或者油气混烧的方式，因此在加热炉对流段的积垢中存在较多的硫化物，（根据我们在多个加热炉对流段采集的大量垢样分析，油焦：13.6%，硫化物（以FeS计）：17.3%，腐蚀产物（以Fe2O3计）:14.8%，碳：34.2%，其他矿物质：21.1%。）。如图所示，硫化物含量远高于平均数值。 当硫化物遇到水后，发生水解，并生产硫化氢。而硫化氢在水溶液中发生电离生成H离子，同时由于HS-、S2-及FeS的存在进一步加速了氢离子的放氢，从而加速了炉管的氢脆，造成腐蚀穿孔。 并且，由于污垢中还有大量的酸性物质，导致清洗废液呈强酸性，因此在采用从上至下的喷淋清洗方式时，对流段底部的炉管将受到酸性废液的腐蚀。 同时在化学清洗的过程中，由于清洗药剂为弱碱性，因此可能会对炉管造成碱脆的危害。在清洗施工完成后，由于加热炉炉管外表水迹未干，炉管直接暴露在空气之中，将导致炉管发生氧化。因此在加热炉化学清洗的整个过程中，必须全面的考虑各中可能造成炉管腐蚀分因素。 三、做好炉管化学清洗腐蚀监控的重要性 为了确保化学清洗的顺利进行，保证清洗质量。在清洗的过程中，我们必须要对加热炉的腐蚀情况进行监控，将化学清洗对炉管造成腐蚀的可能性降到最低。 做好炉管腐蚀监控工作，不仅避免了在化学清洗时炉管发生腐蚀的可能性，确保了施工质量，降低了造成炉管腐蚀穿孔的因素。同时也为公司赢得了良好的声誉，因此做好炉管化学清洗的腐蚀监控工作非常重要。 四、如何做好化学清洗时炉管的腐蚀监控工作 既然化学清洗时炉管的腐蚀监控工作如此重要，那么我们应该如何来完成好这项工作呢？下面我们将从以下几个方面着手。 1、腐蚀监控的项目的选择 为了全面监控在化学清洗时腐蚀情况，我们要做到以下几项监控： 1）、挂片监控：测定腐蚀率，判断清洗过程中清洗药剂对炉管造成的腐蚀； 2）、PH值监控：测定药剂浓度，判断是否需加入清洗药剂；同时宏观的了解炉膛中酸性物质的含量； 3）、氯离子监控：测定清洗废液中氯离子的含量，确保氯离子不会对炉管腐蚀造成影响； 4）、电导率监控：判定清洗施工的各个阶段，并最