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1 前言
燕山石化炼油厂在生产过程中的换热器、空冷器、空压机、余热锅炉、机泵的水冷系统等存在结垢现象，水垢不仅影响设备的热交换率，造成能耗过高，而且对设备的腐蚀性也不容小觑，传统的防除垢方法是通过添加化学阻垢、酸洗、阴阳离子交换法等方法，这些传统方法只能够解决结垢的速度，不能从根本上解决结垢的问题，并且化学药剂还会带来后续的环境问题。在使用上述手段后，每年还要花费大量的人力、物力、财力处理设备结垢；近年来，燕化在阻垢产品的应用中也购置了许多物理阻垢设备，但在实际应用中存在很多问题，主要体现在使用寿命短、后期维护费用高、耗能等方面。
2 三催化油浆冷却水箱使用现状
燕化公司炼油二厂三催化装置油浆冷却水箱，是车间关键的物料冷却设备，因没有安装除垢设备，现在定期要在循环水中添加除垢药剂除垢，但效果还是不太理想，每个检修周期还要把冷却盘管吊拆下来进行机械除垢，现在车间的检修周期为两年。据车间工程师介绍，每次清理完的几个月，冷却效果还比较理想，但随着时间越长，结垢就慢慢多起来，冷却效果逐渐变差，又是甚至会影响到满负荷运转，且盘管还出现了氧腐蚀情况。本项目的工作目标是将CPRS防垢防腐蚀装置（以下简称：CPRS防垢器）应用于冷却水箱，满足水箱防垢除垢的技术要求、长周期运转及设备的保护，提高水箱冷却效率。
2.1 三催化油浆冷却水箱流程
三催化油浆冷却水箱由箱体、冷却水进水管、冷却水出口、油浆盘管组成（见图1）。与常见冷却设备不同，水箱为开放式，270℃热油浆通过盘管在水箱中冷却至100-110℃在输送至下游装置。 （图片）
图1 E-213油浆冷却水箱流程简图 2.2 CPRS防垢器安装
CPRS防垢器的安装位置（见图2）。（图片）
图2 油浆冷却水箱CPRS防垢防腐装置流程简图 3 CPRS防垢器安装使用
2015年11月23日在催化装置油浆冷却水箱E-213的冷却水进水口管线上安装CPRS 4"×4"等径直管式地面设备一台，从施工准备到安装完毕确认投用，只用了不到3个小时的时间（9：20施工人员到场，11：45安装完毕开始注水）。安装设备时检查水箱内冷却盘管，结垢情况比较严重，且油浆盘管外壁附着白色硬质水垢（图3），用金属工具敲击、刮擦很难使水垢脱落，后使用尖锤敲击才使水垢脱落大概2cm2见方，露出管道金属本体（图4）。（图片）
图3 油浆盘管外壁附着白色硬质水垢 （图片）
图4 管壁水垢难以脱落 4 运行结果与技术分析
在正常运行60天后，于2016年2月17日观察具体使用效果，结果分析如下。
设备使用状况分析：CPRS防垢器投用后，冷却水经过设备后注入冷却水箱，由于水箱内的冷却水经设备处理，油浆盘管外壁的硬垢得到软化，油浆盘管外壁所结的硬垢得到软化变得蓬松（见图5)（图片）
图5 盘管外壁所结的硬垢得到软化变得蓬松 使用金属物刮擦大面积脱落，盘管弯头焊缝处凝结的水垢榴也得到有效的软化（见图6）（图片）
图6 焊缝处凝结水垢榴得到有效软化 观察金属本体无新垢凝结（见图7）。（图片）
图7 盘管管壁无新垢生成 在水箱下方水流冲刷强度高的地方效果更加明显。
工艺技术分析：由于提高了热交换效率，安装60天后，外甩油浆从每小时12吨提高至现在的15吨，日处理量增加了72吨，在不增加循环水量的情况下，外甩油浆量提高25%，且出口油浆温度未提高。从以上情况分析，达到预期效果。
5 存在问题与改进建议
由于CPRS防垢器首次在燕化公司应用属于科技课题，出于慎重考虑选择油浆冷却水箱，其优点是便于观察使用情况，缺点是由于水箱内循环水流速缓慢，致使消除盘管外壁的硬垢时完全依靠浸泡完成，效果没有管道内在流速大的状态下明显，而且此设备只保护单台设备经济效果不突出。
经过此课题验证，CPRS防垢器的处理效果还是显而易见的，因其可保护CPRS防垢器后端的水冷设备（按处理水量大小1000米到5000米不等）。以炼油二厂为例，建议燕化公司可以考虑在第五和第六循环水车间出口出安装CPRS防垢器用于全面保护生产装置的循环水系统，重点设备循环水入口再有选择性的、合理的安装此设备，提高水冷设备的换热率，降低循环水用量使生产装置更加环保和高效的运转，加装CPRS防垢器后，生产装置循环系统至少5年时间免维护，从而达到既经济又环保的更高目标。
5、结论
CPRS防垢器在国内外同类型产品中，无论从技术还是效果上比较都处于领先地位。恩曼CPRS防垢器能有效抑制固相粒子和垢的形成，能够改变流体的静电位，将固相矿物质悬浮在液相中，防止垢形成同时避免设备腐蚀，其应用无磁、无电、无需添加任何化学药品，其防垢防腐蚀的性能已经被国内和国外的用户所认同。
CPRS防垢器为企业带来的效益主要有以下几点
1）防氧化腐蚀降低安全隐患，降低设备维护成本；
2）杜绝使用阻垢药剂减少资金投入提高环保成绩；
3）降低循环水用量为企业既减少生产资金的投入；
4）延长维护周期使企业的生产成本降低，更加高效的服务社会。
综上所述，此项目符合国家提倡的节能、环保、可持续发展的长久目标，如果燕化公司能够大量推广使用此设备，给企业的经济效益与社会效益得到很大的提高。
5/20/2016
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