重磅！《煉油裝置低負荷生產條件下的腐蝕防護指南》2.0版，正式發布！
2020-03-09 09:50:22
作者：作者NACE中國 來源：設備管理與防腐
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在內外部環境影響下，煉油企業會面臨生產裝置低負荷運行的工況。在這種情況下，部分設備及工藝管道的腐蝕會隨著工藝條件的變化而改變，出現腐蝕的新狀況，如腐蝕、結垢、堵塞加劇等現象，尤其是低溫、多相流態的設備、管道等部位，需要采取必要的檢測和防護措施，降低設備管道腐蝕風險。
為此，NACE國際煉化防腐蝕專家委員會（STAG P72)、中國腐蝕與防護學會石油化工腐蝕與安全專業委員會共同發布《煉油裝置低負荷生產條件下的腐蝕防護指南》，供業內人士參考交流。
本指南由NACE STAG P72 煉化防腐蝕專家委員會與中國腐蝕與防護學會石油化工腐蝕與安全專業委員會共同發布，由NACE STAG P72副主席胡洋、北京安泰信科技有限公司劉紅軍主筆編寫。參與修訂的專家有顧望平、 NACE STAG P72主席劉小輝、中石化煉油事業部任剛、中石化滄州石化胡佳、中石化青島煉化莫少明、中石化青島煉化劉承、中石化鎮海煉化嚴偉麗、中 石化青島石化張立金、中石化海南煉化佘東生、中石化天津石化袁軍、中石化廣州石化梁自生、中石化福建煉化熊衛國、中海油煉化生產管理部張衛斌、浙江石化郭金彪、常州大學偶國富。在此對這些專家的無私付出表示感謝。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更好的指南！
同時，NACE中國誠邀大家加入NACE國際技術委員會，呼吁大家踴躍參加NACE STAG P72的各項技術交流與會議活動，充分利用NACE STAG專業技術專家委員會這個平臺，積極交流腐蝕防護技術，共同推動腐蝕防護事業的發展！
《煉油裝置低負荷生產條件下的腐蝕防護指南》2.0版
在內外部環境影響下，煉油企業會面臨生產裝置低負荷運行的 工況。在這種情況下，部分設備及工藝管道的腐蝕會隨著工藝條件 的變化而改變，出現腐蝕的新狀況，如腐蝕、結垢、堵塞加劇等現 象，尤其是低溫、多相流態的設備、管道等部位，需要采取必要的 檢測和防護措施，降低設備管道腐蝕風險。
一、基本原則
1、裝置降負荷期間，嚴格執行裝置工藝操作規程，盡量保證設 備在設計條件下運行。
2、工藝防腐措施參考中石化工藝防腐實施細則的規定執行，不 得隨意調整，若生產需要，應經過風險評估后，辦理變更手續。
3、裝置低負荷運轉期間，要加強偏流、結鹽/露點、結焦、微 生物/粘泥等工況的腐蝕監檢測和工藝防腐工作。
4、對于發現的腐蝕隱患部位，要增加腐蝕監檢測的頻次，加強 巡檢，做好應急預案。
二、偏流工況
對于多數裝置的并聯的空冷器、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、對于并聯的空冷器和換熱器組，可通過出口溫度分析并聯的 空冷器和換熱器組的負荷分配情況，同時應增加紅外成像檢查頻 次，以指導工藝操作調整，確保各設備過流均勻。在防凍凝地區， 需控制出口溫度不能過低，同時檢查凍凝風險。
降低空冷負荷，應首先考慮變頻風機對稱控制、百葉窗控制， 然后是停運風機甚至是空冷。停運空冷要視情況定期切換。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（含重整預加氫）反應流出物系統、催化裝置分餾塔頂及頂循系統、焦化裝置分餾塔塔頂及頂循系統及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。分餾塔頂（常減壓裝置三頂、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等）及其冷凝冷卻系統是典型的露 點工況部位。當裝置低負荷操作時，露點溫度會發生變化，造成結露部位的偏移，導致腐蝕加劇。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和操作參數定期 計算氯化銨鹽結晶溫度，指導工藝操作。各加氫類裝置反應流出物 換熱器出口溫度是監控點，要嚴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、對易發生露點腐蝕的部位要核算露點溫度，保證工藝操作溫 度高于露點 14℃，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，要在保證各類工藝防腐控制指標達標和滿足設防值要求的前提下適當調整。
5、在低負荷運行期間，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。
6、在低負荷運行期間，應增加冷凝水分析頻次和測厚檢測頻 次，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。可以采用脈沖渦流掃查+ 超聲波測厚來提高腐蝕檢測效果。
7、設備管道放空短節、安全閥短節及管托、支吊架等保溫不嚴 密的部位，特別是物料中含硫化氫、氯化物、氮化物的酸性氣系 統，在保溫不好的情況下，容易結鹽堵塞或結露產生腐蝕，北方氣 溫較低的情況下尤為嚴重。應列出短節清單，并對短節部位增加紅 外熱成像檢測來確定是否堵塞，通過增加伴熱等措施來避免各種氨 鹽在局部積聚，同時采用脈沖渦流掃查+超聲波測厚來提高短節部位 的腐蝕檢測效果。
8、加熱爐排放（煙囪）及煙氣余熱回收系統中的露點腐蝕位置 也會發生偏移，要嚴格操作運行溫度高于露點溫度，確保壁溫高于 露點溫度 5℃以上，避免局部酸性腐蝕。同時要加強空氣預熱器、 煙道、膨脹節等部位的腐蝕檢查。余熱回收系統凝結水要保證排放 暢通。
9、處于運行末期的裝置，在低負荷運行期間應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。
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，確保流量足以滿足噴頭或者分配器的最低負荷要求。
2、應關注多路進料加熱爐的偏流問題。
3、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。
4、采用紅外熱成像的方法定期檢測分析重點設備/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、對停工待料裝置中備用的水冷器，水側閥門不能關死，需保持流通，保證循環水藥劑補充，同時每月須反沖洗操作 1 次，沖洗積垢。
2、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 1.0m/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。
3、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。
4、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
裝置低負荷運行后，各工藝流程中盲區（死區）的范圍會進一步放大，應擴大檢查范圍，重點關注以下部位：
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、對已確認的盲區部位實施統計、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、脈沖渦流掃查等方法檢查盲區，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，列出處于臨界溫度的設備管道，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，各裝置需要列出清單，采取紅外熱成像現場檢測、流態 模擬分析等方法進行判斷。若出現流態變化，應重新評估該部位的 腐蝕狀態，對高腐蝕風險部位，應采取超聲波測厚、脈沖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，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。各裝置需列出清單，評估腐蝕變化狀況，對于高風險部位（如高腐蝕速率、高事故后果等），要采取脈沖渦流掃查、超聲波 測厚等方法進行檢測。
3、裝置調整負荷期間，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、常減壓裝置低負荷運行，電脫鹽溫度會降低，影響電脫鹽效果，應及時監控電脫鹽效果變化，調整工藝及助劑，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
裝置低負荷運行期間，部分裝置或系統可能臨時停用，要做好停用裝置的設備管道保護和檢測工作，具體可參考煉油裝置停工期 間保護方案。
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