【正文】 感謝所有教授過我課程的 榆林學(xué)院 的老師們，是你們誨人不倦才有了現(xiàn)在的我。四年，這是我人生中非常重要的四年，我有幸能夠接觸到這些不僅傳授我 知識(shí)、學(xué)問，而且從更高層次指導(dǎo)我的人生與價(jià)值追求的良師。 加熱爐煙道金屬內(nèi)壁 最易發(fā)生 CO2酸性腐蝕的部位通常在火筒、煙道、煙箱封頭以及煙囪等部位 ,腐蝕嚴(yán) 重部位是煙道和煙囪，以及溶解氧引起的氧去極化腐蝕。乳化的油脂不利于清洗劑的有效去污和保留時(shí)間。 （ 2）泡沫性能 除清洗和去垢作用外，泡沫性能也是表面活性劑的一個(gè)重要應(yīng)用技術(shù)特 性。 （ 2） 黏附作用 清洗的黏附作用分為物理黏附和化學(xué)黏附 ： 物理黏附分為機(jī)械力黏附和靜電黏附 。 載 體 以 表面活性劑 為主劑的 工業(yè)清洗劑的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，在金屬加工、食品、紡織、交通、船舶、建筑、醫(yī)藥、化工等工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的用途。 國內(nèi)緩蝕阻垢劑配方篩選試驗(yàn) 研究中 首先對(duì) 幾種適合此類條件的 緩蝕阻垢劑 進(jìn)行了 篩 選試驗(yàn)， 掛片采用自制掛片。試片不允許與容器壁接觸，試片間距應(yīng)在 1cm 以上，試片上端距液面應(yīng)在 3cm 以上。緩蝕劑用量 在篩選試驗(yàn)時(shí) 按樣品提供廠家給定值，在驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)選取優(yōu)化值。 (1)水套加熱爐作為鍋爐壓力容器 ,用鋼適宜選用低 C、低 S、加 Ca 處理的控扎鋼 ,以減少 CO2和 O2的電化學(xué)腐蝕。 (4)在煙箱涂防腐材料。在使用水套加熱爐的運(yùn)行參數(shù)中 ,對(duì) 金屬設(shè)備內(nèi)的煙氣溫度下限值確定為 60℃。 (2)對(duì)加熱爐給水進(jìn)行徹底除氧或使用除氧劑，降除 CO2 (3)控制鍋爐水的 pH 值和堿度，防止腐蝕產(chǎn)物混人加熱爐 。究其原因主要有兩方面 ,一方面是氧化鐵層中產(chǎn)生一種酸性溶液 ,加速了鐵的溶解及提高了 導(dǎo)電性 。如果內(nèi)壁長期附著很薄的冷 凝水膜 ,就會(huì)有溶解度很高的 CO2溶于凝結(jié)水中生成 H2CO3弱酸 ,使凝結(jié)水膜的 pH 值降低到 以下 ,并吸附于金屬內(nèi)表面。 加熱爐煙道金屬內(nèi)壁的腐蝕 燃料是臥 89 井自產(chǎn)的天然氣 (氣質(zhì)參數(shù) :比重 ,體積含量 CH4 %,H2S %,CO2 %),助燃劑空氣是通過對(duì)流自然抽入 ,CH4燃燒后再從垂直的煙囪以對(duì)流方式排出 ,煙氣的壓力是 。 (2)在熱負(fù)荷較高的部位，垢下的水急劇濃縮而產(chǎn)生堿等因素的腐蝕。所以， C02的腐蝕也受到多種因素的影響，如 :溫度、壓力等。隨著爐水溫度升 高，水中的離子發(fā)生變化而使 pH 值逐漸升高，使腐蝕產(chǎn)物極易發(fā)生二次沉積，再加上未對(duì)爐水進(jìn)行阻垢處理而結(jié)垢，銹和垢的附著使碳鋼產(chǎn)生氧濃差電池而產(chǎn)生垢下腐蝕 。對(duì)開路系統(tǒng)而言，氧腐蝕速率隨溫度升高是先增加后降低。 （ 3）通過理論分析及實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，造成加熱爐爐套（水側(cè)）腐蝕的主要原因?yàn)椋貉醺g、促進(jìn)腐蝕性離子對(duì)氧腐蝕的促進(jìn)作用、局部腐蝕、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕以及堿腐蝕。 L1 總堿 /mmol 垢樣分析 對(duì)加熱爐盤管煙管等處所取垢樣進(jìn)行了分 析，爐水側(cè)存在著嚴(yán)重 腐蝕現(xiàn)象 。(4)清洗后發(fā)現(xiàn)附著物下金屬表面呈現(xiàn)出程度不同的麻點(diǎn)、凹坑、溝槽及蝕坑等。煙囪、煙箱滴水嚴(yán)重。 甲烷占 5%, 完全燃燒 , 燃燒前后氣 體總體積不變 ： CH4 + 2O2 → 2H2O↑ + CO2↑ + 熱量 Q 燃燒前總體積 20m3: 1m3CH4,19m3空氣 ， 燃燒后總體積 20m3: 2m3 H2O( 氣態(tài) )( 在煙氣中的含量 g/nm3, 體積含量 10%) , 1m3 CO2( 體積含量 5%) , 17m3 空氣剩余量 ( 含剩余的氧氣 ) 。以前 , 在四川天然氣田的生產(chǎn)中設(shè)計(jì)水套加熱爐時(shí) , 只考慮硫化氫腐蝕 , 忽略煙氣中二氧化碳腐蝕 , 在臥龍河氣田的現(xiàn)場(chǎng) 使 用中頻 頻發(fā)生水套加熱爐的火筒、煙道、煙箱腐蝕穿孔導(dǎo)致漏水的實(shí)例。在該過程中 ,高溫?zé)煔鈱崃客ㄟ^火筒壁和煙管束壁傳遞給中間載熱介質(zhì) ,中間載熱介質(zhì)吸熱升 溫 。加熱爐煙道金屬內(nèi)壁則 最易發(fā)生 CO2酸性腐蝕 以及溶解氧引起的氧去極化腐蝕。 加熱爐的安全使用和熱傳遞效率直接影響天然氣的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。 長慶油田采氣一廠主要管理陜北靖邊氣田、內(nèi)蒙古烏審氣田，是長慶油田公司在陜西內(nèi)蒙古邊界地區(qū)最早建成并向外供氣的采氣廠，也是“西氣東輸”目前最主要的供氣源，目前年產(chǎn)氣能力為 62 億立方米、天然氣凈化能力 76 億立方米，去年外供天然氣 38億立方米。但目前 許多集氣站加熱爐沒有采取任何防腐防垢措施 ,致使 集氣站加熱爐腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重，熱傳遞效率降低，嚴(yán) 重的會(huì)引起事故。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。 加熱爐的腐蝕主要表現(xiàn) 為氧腐蝕、腐蝕性離子的腐蝕、酸腐蝕 、鐵垢腐蝕、干濕線腐蝕、堿腐蝕，其中氧腐蝕是最主要原因。 ........................................................................................ 12 5 防腐措施 .............................................................................................................................. 13 防腐措施 .......................................................................................................................... 13 防止煙氣腐蝕 .................................................................................................................. 13 6 加熱爐腐蝕防垢技術(shù) ......................................................................................................... 15 緩蝕阻垢劑篩選試驗(yàn) ...................................................................................................... 15 主要試劑和儀器 ............................................................................................................ 15 試樣的準(zhǔn)備 ................................................................................................................... 15 工藝流程 ....................................................................................................................... 15 操作步驟 ....................................................................................................................... 15 腐蝕速率計(jì)算方法 ［ 7］ .................................................................................................. 16 國內(nèi)緩蝕阻垢劑配方篩選試驗(yàn) ................................................................................... 16 清洗劑的清洗原理和要求 .............................................................................................. 21 清洗劑的清洗原理 ........................................................................................................ 21 工業(yè)清洗劑的要求 ....................................................................................................... 22 7 總結(jié) ...................................................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 26 致謝 ......................................................................................................................................... 27 天然氣加熱爐的腐蝕研究 1 1 緒論 課題研究的意義 油氣田生產(chǎn)過程中，腐蝕所造成的損失十分巨大。為了節(jié)能降耗、提高加熱效率 ,必須結(jié)合工程實(shí)際的需要 ,優(yōu)化加熱爐的結(jié)構(gòu) ,設(shè)計(jì)制造出高效節(jié)能的天然氣加熱爐。對(duì)加熱爐腐蝕性的研究 ,是當(dāng)今國內(nèi)外壓力容器和管道缺陷評(píng)定方法研究的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì) ,近年來 取得了不少的成果和進(jìn)展 。多回程對(duì)流管束位于水平軸的上方 ,各回程也對(duì)稱布置于垂直軸的左右側(cè)。在加熱爐中天然氣走管程、水容于爐殼，其結(jié)構(gòu)見圖 21。如果 六 根煙道均被鐵銹渣堵塞 , 當(dāng)阻力作用大到使煙氣不能正常流過水平煙道時(shí) , 煙氣只能改變流動(dòng)方向從風(fēng)門處向外回火 , 使水套加熱爐里煙氣的熱交換面積由正常的( Φ 273 7 1500, 6 根Φ 76 6 2500) 減少為 ( Φ 273 7 1000) , 導(dǎo)致排出的煙氣溫度高達(dá) 80～ 90℃ ( 位置 : 風(fēng)門處 ) , 帶走的熱量多 , 熱效率低 , 保溫效果差。 二級(jí)節(jié)流后壓力 , 氣流溫度 31℃ 。 總結(jié) 加熱爐通過一定時(shí)間運(yùn)行后檢查發(fā)現(xiàn) :(1)加 熱爐水側(cè)爐壁上部 腐 蝕嚴(yán)重 。 對(duì)新疆某油田采油廠兩個(gè)作業(yè)區(qū)加熱爐原水（當(dāng)?shù)氐叵滤┖驮谟眉訜釥t爐水進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見表 31。 L1 0 0 Cl/ mg 33()Ca HCO → CaCO3↓ +CO2↑ +H2O 33()Ca HCO +2OH=CaCO3↓ +2H2O+CO32 Ca2++CO32=CaCO3↓ 由水質(zhì)分析表看出，兩個(gè)作業(yè)區(qū) Ca2+含量都較高， 且由垢樣分析表也可以看出， CaO 也占了相當(dāng)?shù)谋壤@都是長生硬垢的原因。 氧腐蝕 這是加熱爐存在的主要也是最嚴(yán)重 的 腐蝕因素，氧在腐蝕過程中起去極化劑作用，屬吸氧腐蝕。爐水溫度對(duì)氧腐蝕的影響見圖 41 0 40 20 60 80 100 120 敞開系統(tǒng)密閉系統(tǒng) 溫度/℃ 腐蝕速率mm/a 圖 41 爐水溫度對(duì)氧腐蝕的影響 氧腐蝕在加熱爐中的任何部位均有發(fā)生，尤其是在加熱盤管上部和煙氣管最為嚴(yán)重，這是因?yàn)檠踉谒械娜芙舛纫蛩軣岫冃?，溶解氧逐漸釋放出來而向上涌動(dòng)，但不能流向爐外，使?fàn)t水上部溶解氧達(dá)到飽和，氧還以氣泡的形態(tài)吸附于盤管上 。在加熱爐中主要發(fā)生在煙氣管水側(cè)外壁及爐殼上部，這是因?yàn)?: （ 1） 用的水為地下水，而地下水中一般都含有一定 的溶解性 CO2,在爐水受熱 后 會(huì)很快 釋放出來而吸 附于金屬表面產(chǎn)生 CO2腐蝕。氧化鐵在高熱負(fù)荷部位的存在極易發(fā)生氧化鐵垢腐蝕。 堿腐蝕 堿腐蝕在加熱爐中出現(xiàn)的幾率較少。當(dāng)壓力在 以上時(shí) ,氫離子會(huì)快速擴(kuò)散進(jìn)入金屬而使金屬變脆損壞。水套中的水使用的是自來水 ,在初期該水中溶解有大量的氧氣而發(fā)生溶解氧腐蝕 ,由于水溫長期保持在 30～40℃ ,換水周期一般為 2～ 3月 ,溶解 氧隨著水蒸氣逐漸蒸發(fā)而減少 ,所以該部位的腐蝕不嚴(yán)重。同時(shí)大氣中的氧氣溶解于煙道、火筒、煙箱等金屬內(nèi)表面的凝結(jié)水膜中 ,發(fā)生溶解氧腐蝕。 。整個(gè)過程中 ,使水溫一直高于煙氣的露點(diǎn)溫度 ,既確保加熱保溫 ,又防止煙氣在排出煙囪之前產(chǎn)生冷凝水。缺點(diǎn)是增加的引流管容易引起漏風(fēng) ,導(dǎo)致