因受疫情影響,部分煉油企業生產裝置低負荷生產,在這種情況下,部分設備管道會出現不均勻腐蝕新狀況、結垢堵塞等現象,尤其是低溫、多相流態的設備管道部位,需要采取必要的檢測和防護措施。
為此,由NACE國際煉化防腐蝕技術專家委員會(STAG P72)副主席、教授級高工-胡洋牽頭,北京安泰信科技有限公司劉紅軍等專家參與編寫了“煉油裝置低負荷生產條件下的腐蝕防護措施”建議,顧望平教授級高工、STAG P72主席劉小輝教授級高工兩位專家和部分企業專家及領導也給與了指導和建議。
目前文件還在征集信息及修正階段,未最終定稿,歡迎廣大業內專家提出寶貴的建議和意見,聯系人:
胡洋,NACE STAG P72副主席
sea7273@163.com
《煉油裝置低負荷生產條件下的腐蝕防護措施》
因疫情影響,部分煉油企業生產裝置低負荷生產,在這種情況 下,會造成部分設備管道會出現不均勻腐蝕新狀況、結垢堵塞加劇 等現象,尤其是低溫、多相流態的設備管道部位,需要采取必要的 檢測和防護措施。
一、基本原則
1、盡量保證設備在設計條件下運行。
2、工藝操作條件原則上參考中石化工藝防腐實施細則的規定, 不得隨意調整。
3、在低負荷運轉期間,要加強偏流、結鹽/露點、結焦、微生物/粘泥等工況的腐蝕檢測和工藝防腐工作。
二、偏流工況
對于多數裝置的空冷器、并聯換熱器和水冷器,在低負荷時,易出現偏流甚至局部滯流的現象,造成腐蝕加劇。建議采取如下措施:
1、換熱器及水冷器組偏流最直接簡便的判斷方式是出口溫度觀 察(與正常運行負荷出口溫度進行對比),對并聯布置的要監控每 臺(組)出口溫度的差值數據;根據實際需要,可進行單臺設備傳熱系數核算,以輔助判斷是否出現異常的相變、結鹽結垢等情況,對傳熱系數低于設計值 70%的水冷器應做出預防性維護工作計劃。
2、對于空冷器和換熱器組,可通過出口溫度觀察單臺管束的負荷分配情況,同時應增加紅外成像檢查頻次,以指導操作調整確保 管束各部位過流均勻。鑒于大多數空冷器管束布置為對稱排列,需要停運空冷器管束組時應考慮對稱切除。低負荷條件下若需要停運 空冷風機時也是要考慮對稱停運風機,如一分三的停中間一臺、一 分二的停一邊、一分四的停中間兩臺,等等。
三、結鹽/露點工況
常減壓裝置塔頂系統、加氫裝置反應流出物系統以及其他含酸性氣的火炬放空系統是典型的結鹽工況部位。當裝置低負荷運行 時,結鹽情況可能會加劇,加速腐蝕的同時也會因結鹽影響裝置后 期的正常運行。建議采取以下措施:
1、對于介質中含有腐蝕性鹽類的冷換及空冷器,應根據壓差或 溫差判斷結鹽情況,并加強介質流速的核算和檢測,可采用增加注 水量、增加間歇注水頻次、增大吹掃(蒸汽、氮氣)量、增加間斷 吹掃(蒸汽、氮氣)和增設局部保溫、伴熱等措施來避免鹽類等積 聚。
2、加氫類裝置反應流出物系統要根據原料性質定期提出氯化銨 鹽結晶溫度指導數據,各加氫類裝置反應流出物換熱器出口溫度是 監控點,監控銨鹽結晶溫度因低負荷前移。應通過工藝調整,保證注水點前一臺高壓換熱器的出口溫度高于計算銨鹽結晶溫度。
3、對分餾塔頂(如初餾塔頂、常壓塔頂、催化分餾塔頂、焦化 分餾塔頂、重整預加氫分餾塔及脫戊烷塔頂和穩定塔等)及其冷凝 冷卻系統要核算露點溫度,以指導工藝運行要高于露點(經驗值+14℃)溫度操作,同時盡量避免冷回流方式操作。
4、裝置正常運行中采取的工藝防腐措施應根據低負荷條件下裝置腐蝕變化趨勢進行適當調整,但不建議直接降低各類緩蝕(中 和)劑量或同比例運行負荷降低各類緩蝕(中和)劑量,部分情況 還可能出現藥劑用量提升的特殊工況,調整時要保證各類工藝防腐控制指標的達標和設防值的要求。
5、在低負荷下應安排對初餾塔、分餾塔、穩定塔等進行空塔線 速核算,對側線油進行采樣分析,必要時可考慮頂循系統、中段回 流注入緩蝕(中和)劑,以控制這些設備內部積鹽結垢影響精餾效果。
6、應加強該類冷凝冷卻系統管線、容器設備的測厚檢查,有監 測探針的可以參考其提供的腐蝕速率,并用測厚數據進行佐證,密 切關注實際測厚計算的腐蝕速率。也可以采用脈沖渦流掃查+超聲波測厚的方法。
7、加強該類系統凝結水的檢測和分析。
8、北方氣溫較低的情況下,應特別注意設備管道放空短節、安 全閥短節及其他保溫不嚴密的部位、以及酸性氣系統的結鹽情況, 可以采用紅外熱成像對這些特定部位進行檢測,同時做好保溫和伴熱的投用。
9、加熱爐排放(煙囪)及煙氣余熱回收系統,要嚴格操作運行 溫度高于露點溫度,避免局部酸性腐蝕。同時要重點關注空氣預熱 器、煙道、膨脹節等部位的腐蝕和監檢測。
10、處于運行末期的裝置,在低負荷階段應開展多專業評估在 役裝置閉路清洗(餾分油組分清洗)的條件,掌控好設備末期運行 預防性機會清洗機會維修的時機。
11、全面梳理健全低負荷條件下的化學分析內容(如脫前原 油、脫后原油、初頂油、初側線油、常頂油、常壓側線油、減頂 油、電脫鹽脫水、初頂水、常頂水、減頂水等),完善設備完整性 腐蝕控制回路監測數據庫(腐蝕速率隨溫度變化、隨壓力變化、隨 流速變化規律等)和措施對策。
四、結焦工況
主要指高溫渣油部分和加熱爐等管道、爐管和設備,以及渣油部分塔器內件。降量運行期間,建議采取以下措施:
1、應對管內流速的變化做必要的核算,確保回流量足以滿足噴 頭或者分配器的最低負荷要求。
2、增加注汽保持流速避免結焦,觀察低負荷條件下的爐管振動 情況。
3、采用紅外熱成像的方法定期查看重點設備/爐管表面的熱分 布情況,發現異常熱點及時采取對策。
五、微生物/粘泥工況
裝置低負荷運行時,水冷器等設備易發生流速降低的情況,微生物和粘泥會沉積在低流速區,導致堵塞和腐蝕加劇。建議采取以下措施:
1、適當增加水冷器的水流速檢測頻次,尤其是循環水走殼程以 及日常檢測水流速偏低的水冷器,嚴格按指標控制循環水流速(循 環水走管程時管內流速不低于 0.9m/s、循環水走殼程時殼程流速不 低于 0.3m/s),不應單純依靠調整循環水側閥門來調整換熱操作工 藝參數。
2、加強循環水微生物和粘泥的取樣分析,如果發現超標,及時調整殺菌劑的用量和品種。
3、加強對循環水場監測換熱器等監測設施的管理。
六、盲區(死區)部位
系統降量后,各流程中盲端(死區)的影響范圍會進一步放大,應擴大檢查范圍,至少包括:
放空/導淋的閥前短節;
分配管系中主管的盲端;
大口徑直管段的低流速部位;
多路并聯設備中臨時停用設備的出入口管道;
關閉的聯通線、跨線以及預熱線等的閥前閥后部位;
壓力計、差壓計、液位計等引出管;
低流速容器中距離進出口較遠的沉積部位;
其他
建議采取以下措施:
1、對已確認的盲區部分實施統計、修正和動態管理。
2、有條件的實施流速測定或計算。
3、對關閉的聯通線、跨線以及預熱線要定期活線或者排放。
4、采用超聲波測厚、超聲導波、電磁超聲、脈沖渦流等手段檢 查不同場合的盲區,排查減薄點或減薄區域。
七、保溫層下腐蝕(CUI)
裝置降量條件下,保溫層下腐蝕的影響范圍會擴大,系統內介質處于臨界溫度(93-120℃)的系統管線、設備,隨著流速降低, 熱量輸出降低,外壁溫度隨之降低,出現 CUI 風險。建議采取以下措施:
1、梳理 CUI 臺賬,列出上述溫度段的設備管道,作為重點檢查 對象。
2、采用紅外熱成像、目測等方法對上述設備和管道進行全面檢 查,尤其是關注易發生 CUI 的典型部位(參考 NACE RP0198 標準《保溫和防火材料下的腐蝕控制--系統方法》)。
3、采用脈沖渦流、超聲導波、超聲波測厚等方法對 CUI 典型部 位進行定期檢查。
八、特殊工況
在裝置低負荷情況下,除了會出現流速偏低等工況外,還會出 現流態變化(如湍流、氣液兩相分離)、局部流速過高等情況,也 會造成腐蝕環境和部位發生變化,建議采取以下措施:
1、對于可能出現流態變化的部位,尤其是可能出現氣液兩相分 離的部位,可以采取紅外熱成像現場檢測、流態模擬分析等方法進 行判斷;建立臺賬,對腐蝕速率重新進行理論核算,對高理論腐蝕 速率的部位,采取測厚、渦流掃查等方法進行檢測。
例如:加氫裝置爐前混氫點部位,該部位腐蝕機理為高溫H2S+H2 的腐蝕,如果出現氣液兩相分離,則會產生兩種不同的腐蝕機 理,氣相為高溫氫腐蝕,液相為高溫硫腐蝕,腐蝕速率會發生變化。
2、裝置降負荷時,部分閥門因為流量控制開度變小,但會造成 閥門后緊挨閥門的管道局部出現高的流速沖刷點,局部腐蝕部位發 生變化,對于高風險部位(如高腐蝕速率、高事故后果等),要采 取脈沖渦流和測厚等方法進行檢測。
3、做好加熱爐爐管支管托的檢查,防止低負荷下爐管的翹扭變 形情況。
4、裝置低負荷運轉后,電脫鹽溫度會降低,影響電脫鹽效果, 應加強工藝及助劑調整,確保脫鹽合格率。
5、制氫裝置低負荷會造成部分轉化爐管低流量,導致出口段尤其是豬尾管過熱,應調整噴嘴控制爐膛溫度場均衡,必要時增加水碳比。
6、對低負荷條件下重整裝置、S_Zorb 裝置、催化裝置中催化 劑、再生劑的提升輸送管線要進行檢測,可采用紅外熱成像檢查和 超聲波測厚組合檢測方法。
九、臨時停用的裝置或系統
降量條件下,部分裝置或系統可能臨時停用,要做好停用裝置的保護和檢測工作,具體可參考煉油裝置停工保護方案。
聯系方式
編者語:
以上材料由北京安泰信科技有限公司劉紅軍和胡洋(NACE STAG P72副主席)執筆編寫, 顧望平教授級高工、劉小輝教授級高工(NACE STAG P72主席)、青島煉化莫少明、鎮海煉化嚴偉麗、青島石化張立金、天津石化袁軍、浙江石化郭金彪等專家給與了指導,在此表示感謝。希望能有更多的專家提供更多的好建議,共同為國內煉化裝置低負荷條件下的防腐工作提供一份好的指南。
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