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摘要：换热器在运行一段时间后，换热器面上会积起水垢、污泥、油污、微生物之类的覆盖物垢层，所有的这些覆盖物垢层都增加了换热器的热阻，使传热系数减少，导致换热器的性能下降。采用解体清理的方法，不但费时费力，而且重新组装时还要更换垫片，既影响了装置的平稳运行，还造成了一定的经济损失，而采用了换热器在线反冲洗的方法来解决换热器结垢的问题，取得了良好的效果。
关键词：循环水 冷却器 反冲洗法
中图分类号：TE966 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0014-01
1、引言
在炼油生产中，绝大多数的工艺过程都有加热冷却和冷凝的过程，据统计，在炼油厂中换热设备的投资占全厂工艺设备总投资的35-40﹪，而冷却器又占到总换热设备的37﹪.因此冷却器在装置中是不可缺少的设备，他的作用是至关重要的。而衡量一台冷却器运行的优劣情况，除了要保证其固有的设备特性外，还要看他的工作性能，其一为他的冷却效果如何，这就要保证换热器良好的传热效率；其二为他的维护费用，据统计，因换热器引起的维修费用占总费用的15%，其中三分之一是换热器管束结垢引起的。因此，找出一种能在线解决冷却器管束结垢问题的方法，不仅能保证炼油装置的平稳运行，而且，还能创造可观的经济效益。
2、问题分析：影响冷却器正常运行的各种因素
影响冷却器工作性能的因素，除了换热器管束质量问题外就是介质问题，通常冷却器管束的介质为循环水，因此循环水成为冷却器正常生产的决定因素
2.1、 冷却水在冷却生产过程中，水温升高，虽然其物理性状变化不大，但是长期循环使用后，水中的某些溶解物浓缩或消失，尘土积累，微生物滋长，造成设备，管道内垢污沉积，对金属设备及管道造成腐蚀
2.2、 微生物粘泥：因为循环水中溶有充足的氧气，合适的温度及富氧条件，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制，将迅速导致水质恶化，发臭，变黑，冷却器散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。
2.3、 污垢：污垢主要为水中的有机物，微生物菌类和分泌物，泥沙，粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀，缩短设备的使用寿命。
每年的2-3月份，随着循环水中的浮冰融化，存在于浮冰中的大量微生物又被带入循环水随波逐流，这样对装置的冷却系统而言，后果非常严重，大量的微生物污泥覆盖管壁，随着时间的推移，愈积愈厚，它不仅影响换热设备的传热效率和冷却效果，还会使水管的内截面积变小，使循环水的流量降低，造成冷后温度过高。
2010年3月份，分馏塔顶冷后温度最高能达到55℃，使压缩富气的气液分离效果差，液中带气，严重影响了产品质量并造成后路负荷加重
同月气压机中间冷后温度高达45℃，使气压机机组负荷过重，容易造成机组喘振以及制约了装置的加工量。在这期间车间下达了关于机组防喘振的预防及应对措施并采用了在冷却器顶部喷淋循环水来维持系统操作。
同月稳定塔顶因冷后温度过高，导致塔顶压力过高，液化气冷凝效果差，造成液化气冷回流泵晃量严重使稳定系统操作波动较大，在调节无法控制的时候，只能用V2303顶部 C阀泄压，以降低塔顶压力来维护系统平稳操作。这样就使液化气损失非常严重。
3、解决方案：用反冲洗法缓解冷却器的冷后温度
我厂循环水水质很差，所以，换热器在运行一段时间后，换热器面上会积起水垢、污泥、油污、微生物之类的覆盖物垢层，所有的这些覆盖物垢层都增加了换热器的热阻，使传热系数减少，导致换热器的性能下降，所以换热器要定期清理污垢层。换热器的清洗方法一般为切出系统，解体，抽出换热器芯子进行清洗，然后重新组装，这种方法只能在换热器完全切除系统时采用，不但费时费力，而且重新组装时还要更换垫片，既影响了装置的平稳运行，还造成了一定的经济损失，针对这种情况，我车间采用了换热器在线反冲洗的方法来解决换热器结垢的问题，取得了良好的效果。
我车间从2010年开始针对本装置的冷却器，采用反冲洗法降低冷后温度，方法如下：
换热器壳程流程不动，即油气还从换热器壳程通过，不影响整个系统的运行，关闭换热器管程的进口阀门，打开换热器进口处的放空阀，即从换热器管程的循环水出口给水，入口排水，那样就改变了循环水在管束内的流向，从上向下，达到破坏了原有的平衡目的，从而将覆盖在管道，管板上的污垢，微生物污泥冲洗下来，使换热器管束的流通截面积变大，增大换热管内循环水流量，降低换热器管束的热阻，增加换热器的换热效率，从而降低冷油气的冷后温度，减少腐蚀延长冷却器的使用寿命。以下是部分冷却器冲洗前后的温度对照表和照片：E2205（分馏塔顶冷凝器）冲洗2-3次前后的温度对照表（表1），冲洗现场图片（图1、图2）：
由表1可见，冲洗前的平均温度为45.3℃冲洗后平均温度达到33.3 ℃，比冲洗前平均降低了12℃ ；E2309出口管线未安装温度表，只能从V2303入口温度表显示，冲洗前温度为31℃，冲洗后温度为28℃降低了3℃. 效果非常明显。
通过反冲洗法，很好的缓解了冷后温度过高的问题，2009年4月在运行周期内，因分馏塔顶温度过高，E2205抢修了3台，因稳定塔塔顶温度过高E2309抢修了2台，而在2010年2月底，天气刚转暖，我们车间就对装置的冷却器进行反冲洗，有效的预防了因冷后温度超高造成的操作波动保证了装置的平稳运行，为装置长期高效运转创造有利条件。2010年我车间只是在大修时才对冷却器进行了检修，大大的节省了检修费用约48934万元，冲洗管束费用约36000万元，共计84934万元。
4、遗留问题分析
运用反冲洗法虽然不仅能有效缓解冷后温度超高的问题，而且还大大节约了加工成本，但是这种方法不足之处：首先短时间内缓解问题，使用周期不是很长，其次循环水浪费很大。如图所示为大修期间打开的E2309图片（图3）：
由图可见，使用清水反冲洗不能从根本上解决管壁和管板上悬挂微生物污泥的现象。要进一步清洗掉这些污垢，必须在清洗的水中加入酸，采用酸洗法，即在换热器的出口放空位置加接一个酸液泵，酸液泵接在一个耐酸槽中，耐酸槽中装满酸液，在反冲洗的过程中，通过酸液泵加注适量的酸液，加强清洗的力度，到达清洗换热器的理想效果，但是由于酸液会对设备造成一定的腐蚀，所以不建议频繁使用酸洗。
5、结论
实践证明，采用清水反冲洗和酸液反冲洗相结合的方法，收到了很好的效果，以本装置为例，平均运行3个月清水反冲洗一次，6個月酸液反冲洗一次，反冲洗后平均压降低0.02-0.03MPa，对换热器安全经济运行十分有利。
参 考 文 献
1、《换热器技术问答》 钱广华，刘剑锋，中国石化出版社，2012
2、《换热器维修手册》 王勇，化学工业出版社，2010
3、《管壳式换热器》 马小明，钱颂文，江楠，方江敏，郭崇志，杨丽明，中国石化出版社，2010
4、《换热器技术问答》 初志会，金鹤，化学工业出版社，2009
关键词：循环水 冷却器 反冲洗法
中图分类号：TE966 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0014-01
1、引言
在炼油生产中，绝大多数的工艺过程都有加热冷却和冷凝的过程，据统计，在炼油厂中换热设备的投资占全厂工艺设备总投资的35-40﹪，而冷却器又占到总换热设备的37﹪.因此冷却器在装置中是不可缺少的设备，他的作用是至关重要的。而衡量一台冷却器运行的优劣情况，除了要保证其固有的设备特性外，还要看他的工作性能，其一为他的冷却效果如何，这就要保证换热器良好的传热效率；其二为他的维护费用，据统计，因换热器引起的维修费用占总费用的15%，其中三分之一是换热器管束结垢引起的。因此，找出一种能在线解决冷却器管束结垢问题的方法，不仅能保证炼油装置的平稳运行，而且，还能创造可观的经济效益。
2、问题分析：影响冷却器正常运行的各种因素
影响冷却器工作性能的因素，除了换热器管束质量问题外就是介质问题，通常冷却器管束的介质为循环水，因此循环水成为冷却器正常生产的决定因素
2.1、 冷却水在冷却生产过程中，水温升高，虽然其物理性状变化不大，但是长期循环使用后，水中的某些溶解物浓缩或消失，尘土积累，微生物滋长，造成设备，管道内垢污沉积，对金属设备及管道造成腐蚀
2.2、 微生物粘泥：因为循环水中溶有充足的氧气，合适的温度及富氧条件，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制，将迅速导致水质恶化，发臭，变黑，冷却器散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。
2.3、 污垢：污垢主要为水中的有机物，微生物菌类和分泌物，泥沙，粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀，缩短设备的使用寿命。
每年的2-3月份，随着循环水中的浮冰融化，存在于浮冰中的大量微生物又被带入循环水随波逐流，这样对装置的冷却系统而言，后果非常严重，大量的微生物污泥覆盖管壁，随着时间的推移，愈积愈厚，它不仅影响换热设备的传热效率和冷却效果，还会使水管的内截面积变小，使循环水的流量降低，造成冷后温度过高。
2010年3月份，分馏塔顶冷后温度最高能达到55℃，使压缩富气的气液分离效果差，液中带气，严重影响了产品质量并造成后路负荷加重
同月气压机中间冷后温度高达45℃，使气压机机组负荷过重，容易造成机组喘振以及制约了装置的加工量。在这期间车间下达了关于机组防喘振的预防及应对措施并采用了在冷却器顶部喷淋循环水来维持系统操作。
同月稳定塔顶因冷后温度过高，导致塔顶压力过高，液化气冷凝效果差，造成液化气冷回流泵晃量严重使稳定系统操作波动较大，在调节无法控制的时候，只能用V2303顶部 C阀泄压，以降低塔顶压力来维护系统平稳操作。这样就使液化气损失非常严重。
3、解决方案：用反冲洗法缓解冷却器的冷后温度
我厂循环水水质很差，所以，换热器在运行一段时间后，换热器面上会积起水垢、污泥、油污、微生物之类的覆盖物垢层，所有的这些覆盖物垢层都增加了换热器的热阻，使传热系数减少，导致换热器的性能下降，所以换热器要定期清理污垢层。换热器的清洗方法一般为切出系统，解体，抽出换热器芯子进行清洗，然后重新组装，这种方法只能在换热器完全切除系统时采用，不但费时费力，而且重新组装时还要更换垫片，既影响了装置的平稳运行，还造成了一定的经济损失，针对这种情况，我车间采用了换热器在线反冲洗的方法来解决换热器结垢的问题，取得了良好的效果。
我车间从2010年开始针对本装置的冷却器，采用反冲洗法降低冷后温度，方法如下：
换热器壳程流程不动，即油气还从换热器壳程通过，不影响整个系统的运行，关闭换热器管程的进口阀门，打开换热器进口处的放空阀，即从换热器管程的循环水出口给水，入口排水，那样就改变了循环水在管束内的流向，从上向下，达到破坏了原有的平衡目的，从而将覆盖在管道，管板上的污垢，微生物污泥冲洗下来，使换热器管束的流通截面积变大，增大换热管内循环水流量，降低换热器管束的热阻，增加换热器的换热效率，从而降低冷油气的冷后温度，减少腐蚀延长冷却器的使用寿命。以下是部分冷却器冲洗前后的温度对照表和照片：E2205（分馏塔顶冷凝器）冲洗2-3次前后的温度对照表（表1），冲洗现场图片（图1、图2）：
由表1可见，冲洗前的平均温度为45.3℃冲洗后平均温度达到33.3 ℃，比冲洗前平均降低了12℃ ；E2309出口管线未安装温度表，只能从V2303入口温度表显示，冲洗前温度为31℃，冲洗后温度为28℃降低了3℃. 效果非常明显。
通过反冲洗法，很好的缓解了冷后温度过高的问题，2009年4月在运行周期内，因分馏塔顶温度过高，E2205抢修了3台，因稳定塔塔顶温度过高E2309抢修了2台，而在2010年2月底，天气刚转暖，我们车间就对装置的冷却器进行反冲洗，有效的预防了因冷后温度超高造成的操作波动保证了装置的平稳运行，为装置长期高效运转创造有利条件。2010年我车间只是在大修时才对冷却器进行了检修，大大的节省了检修费用约48934万元，冲洗管束费用约36000万元，共计84934万元。
4、遗留问题分析
运用反冲洗法虽然不仅能有效缓解冷后温度超高的问题，而且还大大节约了加工成本，但是这种方法不足之处：首先短时间内缓解问题，使用周期不是很长，其次循环水浪费很大。如图所示为大修期间打开的E2309图片（图3）：
由图可见，使用清水反冲洗不能从根本上解决管壁和管板上悬挂微生物污泥的现象。要进一步清洗掉这些污垢，必须在清洗的水中加入酸，采用酸洗法，即在换热器的出口放空位置加接一个酸液泵，酸液泵接在一个耐酸槽中，耐酸槽中装满酸液，在反冲洗的过程中，通过酸液泵加注适量的酸液，加强清洗的力度，到达清洗换热器的理想效果，但是由于酸液会对设备造成一定的腐蚀，所以不建议频繁使用酸洗。
5、结论
实践证明，采用清水反冲洗和酸液反冲洗相结合的方法，收到了很好的效果，以本装置为例，平均运行3个月清水反冲洗一次，6個月酸液反冲洗一次，反冲洗后平均压降低0.02-0.03MPa，对换热器安全经济运行十分有利。
参 考 文 献
1、《换热器技术问答》 钱广华，刘剑锋，中国石化出版社，2012
2、《换热器维修手册》 王勇，化学工业出版社，2010
3、《管壳式换热器》 马小明，钱颂文，江楠，方江敏，郭崇志，杨丽明，中国石化出版社，2010
4、《换热器技术问答》 初志会，金鹤，化学工业出版社，2009