管式换热器局部 的孔 蚀 穿孔

　　螺旋板冷却器的防腐 邱戌昌 ( 南通市煤 气) 螺旋板 冷却器 以传热系数大，水耗低， 占地少 、耗 钢材低、 间玲无污染 等优点 ，在 冶金 、化工等行业 日益被广 泛采用 。但 是， 由于 它通 道窄，且 依靠焊接众 多的定距铁来 定位 。定距铁间距小 ， 这就使 其：( 1 ) 通道 易被 纤维状等杂物堵塞 } 洗 ， ( 3 ) 众多的焊接结点易产 生 应 力 腐 蚀 } 当介质 中有NH e、c N 一 之类的络 台物配 位体 存在时 ， 这 种腐 蚀将越演越烈。 局部 的孔 蚀 、穿孔 ，引起整 台螺 旋板冷却器 的报 废。 因此 ，正 确使 用螺 旋板冷却器 ，采 用一定的 方法 、进 行有效的防腐 ，...

　　螺旋板冷却器的防腐 邱戌昌 ( 南通市煤 气) 螺旋板 冷却器 以传热系数大，水耗低， 占地少 、耗 钢材低、 间玲无污染 等优点 ，在 冶金 、化工等行业 日益被广 泛采用 。但 是， 由于 它通 道窄，且 依靠焊接众 多的定距铁来 定位 。定距铁间距小 ， 这就使 其：( 1 ) 通道 易被 纤维状等杂物堵塞 } 洗 ， ( 3 ) 众多的焊接结点易产 生 应 力 腐 蚀 } 当介质 中有NH e、c N 一 之类的络 台物配 位体 存在时 ， 这 种腐 蚀将越演越烈。 局部 的孔 蚀 、穿孔 ，引起整 台螺 旋板冷却器 的报 废。 因此 ，正 确使 用螺 旋板冷却器 ，采 用一定的 方法 、进 行有效的防腐 ，将提高经 济效 益 ， 促进该类换热器的推广、应用。 纤维状杂物在螺旋冷却器 中 的 堵 塞 现 象 ，可通 过过 滤装置予 以克服 ，介质 中悬浮 颗粒在通道上的沉积现象，可调节流速、予 以减 缓。有关 资料 介绍，当冷却器流速在 5 15英尺／ 秒时 ，将不生成污 垢。事 实 上 ， 冷却水 使用一 段时间后 ，总会产生沉积物 。 这不仅在 通道 中，有介质含污物的 沉积 ，即 使在 已经 处理 的冷却水通道 中，也会沉积 ， 因为 冷却水还含微量 的悬浮物 ，尤 其当水处 理欠佳 、冷却温差较大时 ，这种洁垢将更显 著 。用 河水做 冷却水时 ，即使经过 混凝 ，沉 降也还含有几十p ． p． m，乃至更 多 的 悬 浮 物 ，此时螺旋板 冷却器 的除 垢，将 更 显 迫 切 。 ( 2 ) 结 垢不 易清 ～一、 腐蚀机理 螺旋板 冷却器 结垢后，冷却器的效率将 明显 降低 ，若不进 行除垢，又要 维 持 其 效 率 ，只有增加水耗 。从 金属腐 蚀的观点看 ， 冷却器 的不均匀结垢 ，将产生孔腐 。图 1 为 冷却器 内孔蚀形成 示意 图。 圈 1孔 蚀 意 图 污垢 物的不均衡沉积 ，使金 属表 面有部 份操露 ，有部分复盖各种金属氧 化物 等沉积 物 。裸露部 分的金属与复盖污物 的表 面形成 氧浓差电池。前者为阳极： F e 一2e 复盖 污物 的 表 面 为 阴 极 ：2H O + O2+ 4e 4OH 一 ，阴极生成 的OH 一 ，与 阳极 产生 的F e“，生成 F e(O H ) 沉 淀 ，F e ( O H ) 与 不断 渗透进 的氧气反 应 生 成 F e( OH ) 。 ， 终形成铁锈 F e 0 。 H O 。 当 锈 堆 把孔” 遮住时 ，O 不易进 入小孔 ，此 时 F e 与H ： 0 进行 水介 ，产生的H 能使pH 值 降 至 F e“ “ 蚀 4 。 F e + 2H i 0 == 2H + F e ( O H ) 9 维普资讯 化学的与电化学的腐蚀，使小孔不断加深， 产生孔 蚀。 当介质 中存有CN 一 之类离子时，CN一 与 F e“ 生成 稳定的~F e( C N )。 ] 络合离子 ，使 F e一2e÷ F e“ 的腐蚀反应加速。 螺旋板 冷却器的运 行工 况与结构 ，决定 了污垢 物的不均衡沉 积，因此除垢 问题不仅 是节水也是 防腐 的需要。 由孔 蚀而 使螺旋板 冷却器 报废 的问题 ，涉及用户 经济效益，也 影响 其推广 应用 二、 国外 防腐 点滴 螺旋板 冷却器 在 国外应用 已十 分普遍 ， 且积累了丰 富的经验 。为了抑制腐蚀 ，在新 系统开车 前 ，首先用 润湿剂 ，如 A er osolt， 授润系统 ，使系统 中的油类 、有机 污物等 ， 得 以有效的分散 。在 彻底 清洗 后，用 化学试 剂对 系统进行钝 化处 理，使其 内部形成一层 保护膜 。碳钢的钝 化可用 含 1 ～1． 5％ 巨 磷 酸钠溶液在71℃下循环 2～ 4 小 时来实现 ， ( pH = 5． 5～6． 5) 。H tirst提 出用 四硼 酸钠 和亚硝酸钠 的混合物来保 护多金属 的冷却系 统 ，硼酸盐 促进 了氧的吸 附，助 长 钝 化 作 用 ，亚硝酸钠起 氧化剂作 用。有关 资料 还介 绍，当铬酸盐或 巨磷 酸盐加 于一 洗 净 系 统 中化学药品浓度就会有初 始降低现 象，将 60 p． p． mP O4-~或100p ． p ． mC rO4 的浓度 维持 三或 四天，就能形成保护膜 。这些介 绍 ，实 质是 阳报保 护。 为了控制水垢的生成 ，在 冷却 系统 中加 入适 量的水垢予 防剂或 “ 抗沉 淀剂” ，出售 的有 ；有 氧撑二 乙酸盐 、亚 氨基二 乙酸盐 ， T0 撑二琥珀酸盐、巨磷酸盐，磷酸盐 、磷酸 脂 、巨丙烯 酸盐 、氨基三 乙 酸 ( NT A ) 和 乙二胺 四乙酸 ( E D T A )剂 、抗 凝剂 ，反絮凝剂 和胶溶 剂 来 控 制 水 垢。并提 出滴加组 合化学试剂于冷 却水 ，来 阻止点蚀的形成 。如 添加 络酸盐 、锌和 巨磷 酸盐， 并在 制约微生物生成、 细菌腐 蚀上 作 了 大量研究。 这 些措施 的实施 ， 将大 大延长螺旋 板换热器的作用 寿命 ，大大提 高换热 性 能。 。也有加 入 分 散 三、防腐措施 用耐腐 蚀材料 制傲 螺旋板 冷却器 ，在螺 旋板 冷却器通 道 内喷涂金属或 防腐层 ，通道 内镶 嵌可更换 的，形状 、数量合适的牺牲阳 极 ，这些 防腐措施 ，均 可延 长螺旋板 冷却器 的使用寿命、考虑价格等问题，采用的螺旋 板冷却器 ，材质大部 分均是 碳钢的，因此我 们只能按 照介质 的种类 ，使用 的工况，腐蚀 产生的机理 ，制定相应 的对 策 ，来 进 行 防 腐。建议采用的工序如下表 通过上述工序 的实现 ，使换 热过程在保 护膜下进行。主要工序 的 目的、要求 、方法 简述如下 ： ( 1 ) 清洗； 清洗 的 目的在 于清除通 道 内各种污垢， 防止 由于 其附着产生孔 蚀，提 高 供热 效率 ，清除琉橙的氧化层 ，为钝 化奠 定 基 础 。 清洗剂的选择取决于污垢物 的类型 。清 除有机污物时，常用表面活性剂。常用的离 子型表面活性剂如下表 要指 出的是； 阴、阳离子表 面活 性剂 不 能 同时使用 ，它们 因彼此作 用 ，而 失 去 活 维普资讯 证 学名称 亿学结 柯 膏子类 型 性 质 烷基磺酸 盐 R -S O ： 一 Na 不 目馥 碱 而承解， 耐硬承性 强， 阴 R I C 8～C 2 o 发泡性 镧星性， 乳化性 。 广琵 使用 的表面 力 击 污 力 太 ， 硬 承 ， 馥 中 安 定 性 ； }l ，桶 韫 烷 基笨磺酸 盐 ( L AA BS s％一 二 ． s a RI Cl NC1 B 阴 ， 烷 基 =苯 醚 二 磺 酸 盐 _ S O 3Na 一 o 仅 水 中 ． 而 且 高 教 度 酸 碱 ， 无 机盐蒋液中辩解崖大井且安定l I 阴 ， 分 S0 aNa R l C l 2 散 力太。 脂 肪睦 单甘 油胃硫酸 鹰盐 R COOC H ： C H- -R CI Cl 7 ( OH )C H 20 SO 3一N3 在 稀睦， 稀矸 中安定，在 热酸热 浆 葬 磊 盏 毒 青 耋 。 击 双 阳 仲 群硫 酸瞳盐 C H ~C H ( C 2H 5)C H C H C H 2c H ( CH s) 2 l OS0 3Na C H 9CH ( C 耐 酸， 耐 碱性， 在中 性酸性 ，碱 性 中悯 愠性太 t 害连 性 乳化性 5 )一 C 2H 阳 C H C 2H CH 【 C 2H 5) f 0 S O3Na C H 9C H ( C 2H 5) 一 C H ： 0 S 0 1 Na 性 。 当用非离子型表面活性剂清洗有机污垢 时，可根据污垢橱要求HL B值选定清洗 剂， 使污垢物通过 润湿一 乳 化一洗净 。 某些有机污垢物要求H L B值于下表 种类l牛油 机{由 抒青 汽油 荤混合= 甲荤 钙，镁等无机离子产生的污垢物，常 用的 清洗剂是 10％的H C I，如怀疑有硅酸盐 水垢时，可加入少量的氟化氢铵。 ( 2 ) 钝 化：酸洗后 的系统必须进行钝 化。所谓钝化，即金属表面被一层致密的氧 化被膜所覆盖，因而大大的阻止腐蚀。从F e H： 0 体系的E pH 图 ( 图 2 所示) 可知 ， 铁氧化生成 的F e 0 在 大部 分介质 中，均 处 于热力学稳定区，即不发生腐蚀。 当介质 中存在有络合物 的 配 位 体，如 NH C N一 等或 能形成难溶 化合物的其他离子 瞳 2 F eH 2O体 系E PH 囝 l／ ／ ／ ／ J 为热力学腐蚀区，标 aF e 者 为免扁 医， 其他为 热力学钝 亿医。 a为H l ／ H ： O 的平衡援 (P 2． to 2为lati n ) b为O d H{ 0 的平 暂堤 (P o 2． P 2为1 at皿) ab虚钱 间为承 柏热力学 稳定区 时，金属的E pH 图，就必须 加 以调 整， 其免腐区、钝化区，腐蚀区也将相应的扩大 或缩小 当介 质于敞开体系，金属在 流动的 含氧介质流中，腐蚀还需考虑动力学因素。 关于钝 化的原因，尽管人们对其机 理有 不 同看法，但 电化学 和其他 物理 化学方 法 已 说明 ，钝 化物的表面被一 层 厚约 10~ 100^ 图中维普资讯 煤炭气化联合循环发电介绍 沈余生 ( 中国市政工程 华北设 计院j 以煤为燃 料的发 电是 电力工业 的支柱 ， 它与采用其它燃料发 电相 比价格 低，供应可 靠。 以煤为燃 料的发 电通常直接 燃烧粉煤 ， 但是 随着环境控制要求 日益严格 ，使 得投 资 和操作费用不断增加。燃气和燃油的发电装 置虽然投 资比燃煤要低 ，但是燃 料供 应往往 不可靠。 七十年代 以来 ，美 国一 些小 型 电站采用 了燃油或燃气联合循环发 电 (燃气 透 平／ 蒸 气透 平) 技术，这些系统虽然初 期可 靠性不 高，但 目前 已成为这些地 区供 电的基 本负荷 ( 超过 9O ) 。这些系统的主要 优点 为； ( 1 ) 燃气透平操作温度高，故燃料利 用率高 ，通常每 度 电 的 耗 热 量 不 超 过 8 8 6 0K J 。 一 ( 2 ) 联合循环发电装置所需投资较同 样 规模 的燃煤 汽轮发 电装 置要 低。 ( 3 ) 燃气透平机 动调节 速度快 ，故能 很快 满足 负荷调 节的要求 。 但 是该系统 的主要缺点在 于长 期供 应燃 料 油和天然气的可靠性较差 。如用煤作 为联 合 循环发 电装置燃料 ，不但装置效率可 以提 高而且煤的供应可靠性要高得多，因而引出 了煤炭气化联合循环发电系统的概念，在该 系统 中煤经 过气化转化成为洁净 的 燃 料 气 ( 主要成 份为H ： 和 C O)合循 环发 电的燃气透平燃料 ，同时产生 大量 的高压 饱和蒸汽 ， 再带 动汽轮机进行发 电， 这 种 由煤 的气化与燃气透平发 电、汽 轮透 平发 电相结合的系统 改善 了整 个系统 的热效率。 ，然后将 它作为 联 的氧化 物被膜所 覆盖 。某些离子的存在会破 坏钝化膜 ，使金 属活 化，因此考虑钝化防 护 时 ，要特别摸 清介质 的特 点和形成致密钝 化 被 膜的条件 。金 属的钝 化，本 质 是 阳 极 保 护，当钝化膜有缺陷时，该部位将活化，腐 蚀 将集 中在这被膜 的缺陷部分，造成严重 的 “ 点蚀”。因此，钝化液的配制 ，钝化的 工 艺条件，钝化膜在介质 中的耐腐蚀程度，可 依据强 化腐 蚀小 试验证后 ，再 实施 。 铁 的钝 化液可 以用浓H NOa、 高锰酸钾 、 重络酸钾、过氧化氧的酸性溶液，也可采用 有关资料的 各种 配方 。 总之 ，对螺 旋板 冷却器的通道进行全面 清洗与除垢 ，依靠钝 化膜 抵御有害离子 ，不 均匀污垢物溶于 氧所产 生的孔蚀， 能延 缓螺 旋板 冷却 器的腐 蚀 ，产生效益 。 参考资料 ( 1] 美J ． w 麦科伊著 持却承的化学址理一 化学工 业出版 杜 19r9． 1O ( 2 ]拓文 治著t 电化学 基础 {匕 京大学 出版杜， 1982 2 ． 、 维普资讯
以上信息由泰州市恒鑫换热设备有限公司整理编辑，了解更多管式换热器,板式冷却器信息请访问http://www.tzxhrq.com