关键词：循环水，监测换热器，蒸汽加热，电加热，腐蚀速率仪
在我国石油化工、冶金和发电等行业上，大多采用工业循环冷却水。目前，为了进一步节能减排，提高循环冷却水的利用率，从而对水处理的技术和药剂的质量要求越来越高。同时，加强水处理的监测也越来越重要。循环水监测换热器较好地模拟了工业现场换热器，对测量有关水质的腐蚀、结垢数据十分重要。多年来，由于缺少统一规范的监测标准，各企业监测换热器的规格、安装及试管处理方法等存在差异，不同类型监测换热器的数据可比性差，监测结果滞后，且腐蚀速率和粘附速率只能得到月均值，不能及时全面反映循环水处理效果。
根据对各石化企业调研，旧型监测换热器主要有以下问题：
(1)标准方面：缺少统一规范的监测标准
(2)设备方面：
无压力降监测试管；
挂片器无避光；
试管尺寸及镀层不符合标准。
(3)材料方面：
管路、阀门、管件低于S30408标准；
框架、面板材质耐腐蚀性差。
(4)仪表方面：
无在线远传流量计，流量难以自动控制；
无在线腐蚀速率仪；
无差压计（精度0.01kpa）
无完善的PLC系统，不能完全将流量、温度、压差、腐蚀速率和热阻等数据进行在线存储、计算和远传。
根据《QSH 0725.1-2017 循环水处理效果监控方法 第1部分：监测换热器法》制造的新型监测换热器主要设备包括：在线腐蚀速率仪、压力降监测管、温度变送器、流量计、差压变送器、调节阀、蒸汽减压阀、PLC 等仪器仪表。可实现腐蚀速率、压差、温度、流量等数据的在线监测、存储、计算和远传，并可根据监测周期内试管重量变化复核腐蚀速率和粘附速率。生物黏泥变化实时监通过监测水平管两端压力差的变化实现监测水中生物黏泥变化趋势。
经过对新标准监测换热器中使用不同型号、品牌的仪表阀门使用情况和运行效果研究、分析；温度变送器（0~120℃）、差压变送器（精度0.01KPa，量程0.5-10KPa）推荐选用艾默生旗下的ROSEMOUNT品牌，蒸汽调节阀及循环水调节阀选用电动调节阀，品牌可采用美国江森，流量计采用电磁流量计，品牌可选用横河川仪、科隆等。
在线腐蚀速率测定仪采用国际知名品牌，采用腐蚀领域国际标准制定者—美国Cosasco腐蚀速率仪，实现高稳定性、高精度在线监测，高分辨率量程0.25 μm/a~25000 μm/a（0.01~1000mpy）。
根据监测换热器原理，循环水换热的热源可采用两种型式，一种直接从用户现场取低压饱和蒸汽，经过蒸汽截止阀、蒸汽减压阀、蒸汽调节阀进入监测换热器的换热腔中，还有一种经过电加热的方式，用可调节功率的电加热棒对水箱进行加热，产生换热所需的饱和蒸汽，达到满足换热的蒸汽要求。两种加热型式的工艺流程见图：
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经过两种型式的监测换热器在现场的调试运行情况初步的探索分析，结果如下：
1）运行稳定性方面
由于用户的现场蒸汽的压力、温度会根据厂内情况和季节而变化，而且很多用户的现场蒸汽压力过高，甚至是过饱和蒸汽，蒸汽监测换热器的减压阀及调节阀往往不能很好的适应现场蒸汽的变化，导致换热腔温度不稳定，监测换热器的运行监测效果也会下降。而电加热监测换热器，不受用户现场情况影响，蒸汽产生量基本稳定，监测换热器的运行监测效果良好，能够可靠的为生产装置的检修、维护提供参考依据。
2）运行成本方面
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从表可看出，电加热电耗远高于蒸汽加热的电耗，但结合蒸汽的消耗，两者总能耗基本持平。
结论：
随着中石化系统打造标准化循环水场，推进国内循环水处理效果监测标准化，新标准监测换热器的制造和选型需要不断的积累经验和一些参考依据，根据目前的新标准监测换热器的运行情况，选用电加热监测换热器较蒸汽监测换热器有一定的运行优势，若用户的现场蒸汽无法达到较为稳定的低压饱和蒸汽，推荐选用电加热监测换热器。而且合理、优质的设备、仪表品牌有助于监测换热器更加稳定的运行。
论文作者: 朱海林
论文发表刊物:《科学与技术》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/29
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