重磅！《炼油装置低负荷生产条件下的腐蚀防护指南》2.0版，正式发布！
2020-03-09 09:50:22
作者：作者NACE中国 来源：设备管理与防腐
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在内外部环境影响下，炼油企业会面临生产装置低负荷运行的工况。在这种情况下，部分设备及工艺管道的腐蚀会随着工艺条件的变化而改变，出现腐蚀的新状况，如腐蚀、结垢、堵塞加剧等现象，尤其是低温、多相流态的设备、管道等部位，需要采取必要的检测和防护措施，降低设备管道腐蚀风险。
为此，NACE国际炼化防腐蚀专家委员会（STAG P72)、中国腐蚀与防护学会石油化工腐蚀与安全专业委员会共同发布《炼油装置低负荷生产条件下的腐蚀防护指南》，供业内人士参考交流。
本指南由NACE STAG P72 炼化防腐蚀专家委员会与中国腐蚀与防护学会石油化工腐蚀与安全专业委员会共同发布，由NACE STAG P72副主席胡洋、北京安泰信科技有限公司刘红军主笔编写。参与修订的专家有顾望平、 NACE STAG P72主席刘小辉、中石化炼油事业部任刚、中石化沧州石化胡佳、中石化青岛炼化莫少明、中石化青岛炼化刘承、中石化镇海炼化严伟丽、中 石化青岛石化张立金、中石化海南炼化佘东生、中石化天津石化袁军、中石化广州石化梁自生、中石化福建炼化熊卫国、中海油炼化生产管理部张卫斌、浙江石化郭金彪、常州大学偶国富。在此对这些专家的无私付出表示感谢。希望能有更多的专家提供更多的好建议，共同为国内炼化装置低负荷条件下的防腐工作提供一份更好的指南！
同时，NACE中国诚邀大家加入NACE国际技术委员会，呼吁大家踊跃参加NACE STAG P72的各项技术交流与会议活动，充分利用NACE STAG专业技术专家委员会这个平台，积极交流腐蚀防护技术，共同推动腐蚀防护事业的发展！
《炼油装置低负荷生产条件下的腐蚀防护指南》2.0版
在内外部环境影响下，炼油企业会面临生产装置低负荷运行的 工况。在这种情况下，部分设备及工艺管道的腐蚀会随着工艺条件 的变化而改变，出现腐蚀的新状况，如腐蚀、结垢、堵塞加剧等现 象，尤其是低温、多相流态的设备、管道等部位，需要采取必要的 检测和防护措施，降低设备管道腐蚀风险。
一、基本原则
1、装置降负荷期间，严格执行装置工艺操作规程，尽量保证设 备在设计条件下运行。
2、工艺防腐措施参考中石化工艺防腐实施细则的规定执行，不 得随意调整，若生产需要，应经过风险评估后，办理变更手续。
3、装置低负荷运转期间，要加强偏流、结盐/露点、结焦、微 生物/粘泥等工况的腐蚀监检测和工艺防腐工作。
4、对于发现的腐蚀隐患部位，要增加腐蚀监检测的频次，加强 巡检，做好应急预案。
二、偏流工况
对于多数装置的并联的空冷器、并联换热器和水冷器，在低负荷时，易出现偏流甚至局部滞流的现象，造成腐蚀加剧。建议采取如下措施：
1、换热器及水冷器组偏流最直接简便的判断方式是出口温度观 察（与正常运行负荷出口温度进行对比），对并联布置的要监控每 台（组）出口温度的差值数据；根据实际需要，可进行单台设备传 热系数核算，以辅助判断是否出现异常的相变、结盐结垢等情况， 对传热系数低于设计值 70%的水冷器应做出预防性维护工作计划。
2、对于并联的空冷器和换热器组，可通过出口温度分析并联的 空冷器和换热器组的负荷分配情况，同时应增加红外成像检查频 次，以指导工艺操作调整，确保各设备过流均匀。在防冻凝地区， 需控制出口温度不能过低，同时检查冻凝风险。
降低空冷负荷，应首先考虑变频风机对称控制、百叶窗控制， 然后是停运风机甚至是空冷。停运空冷要视情况定期切换。鉴于大 多数空冷器管束布置为对称排列，需要停运空冷器管束组时应考虑 对称切除。低负荷条件下若需要停运空冷风机时也是要考虑对称停 运风机，如一分三的停中间一台、一分二的停一边、一分四的停中 间两台，等等。
三、结盐/露点工况
常减压装置塔顶系统、加氢装置（含重整预加氢）反应流出物系统、催化装置分馏塔顶及顶循系统、焦化装置分馏塔塔顶及顶循系统及含酸性气的火炬放空系统是典型的结盐工况部位。当装置低负荷运行时，结盐情况可能会加剧，加速腐蚀的同时也会因结盐影 响装置后期的正常运行。分馏塔顶（常减压装置三顶、催化分馏塔顶、焦化分馏塔顶、 重整预加氢分馏塔及脱戊烷塔顶等）及其冷凝冷却系统是典型的露 点工况部位。当装置低负荷操作时，露点温度会发生变化，造成结露部位的偏移，导致腐蚀加剧。建议采取以下措施：
1、对于介质中含有腐蚀性盐类的冷换及空冷器，应根据压差或 温差判断结盐情况，并加强介质流速的核算和检测，可采用增加注 水量、增加间歇注水频次、增大吹扫（蒸汽、氮气）量、增加间断 吹扫（蒸汽、氮气）和增设局部保温、伴热等措施来避免盐类等积 聚。
2、加氢类装置反应流出物系统要根据原料性质和操作参数定期 计算氯化铵盐结晶温度，指导工艺操作。各加氢类装置反应流出物 换热器出口温度是监控点，要严控铵盐结晶温度因低负荷前移，应 通过工艺调整，保证注水点前一台高压换热器的出口温度高于计算 铵盐结晶温度。
3、对易发生露点腐蚀的部位要核算露点温度，保证工艺操作温 度高于露点 14℃，同时尽量避免冷回流方式操作。
4、装置正常运行中采取的工艺防腐措施应根据低负荷条件下装 置腐蚀变化趋势进行适当调整，但不建议直接降低各类缓蚀（中和）剂量或同比例运行负荷降低各类缓蚀（中和）剂量，要在保证各类工艺防腐控制指标达标和满足设防值要求的前提下适当调整。
5、在低负荷运行期间，应安排对初馏塔、分馏塔、稳定塔等进 行空塔线速核算，对侧线油进行采样分析，必要时可考虑顶循系 统、中段回流注入缓蚀（中和）剂，以控制这些设备内部积盐结垢。
6、在低负荷运行期间，应增加冷凝水分析频次和测厚检测频 次，有监测探针的可以参考其提供的腐蚀速率，并用测厚数据进行 佐证，密切关注实际测厚计算的腐蚀速率。可以采用脉冲涡流扫查+ 超声波测厚来提高腐蚀检测效果。
7、设备管道放空短节、安全阀短节及管托、支吊架等保温不严 密的部位，特别是物料中含硫化氢、氯化物、氮化物的酸性气系 统，在保温不好的情况下，容易结盐堵塞或结露产生腐蚀，北方气 温较低的情况下尤为严重。应列出短节清单，并对短节部位增加红 外热成像检测来确定是否堵塞，通过增加伴热等措施来避免各种氨 盐在局部积聚，同时采用脉冲涡流扫查+超声波测厚来提高短节部位 的腐蚀检测效果。
8、加热炉排放（烟囱）及烟气余热回收系统中的露点腐蚀位置 也会发生偏移，要严格操作运行温度高于露点温度，确保壁温高于 露点温度 5℃以上，避免局部酸性腐蚀。同时要加强空气预热器、 烟道、膨胀节等部位的腐蚀检查。余热回收系统凝结水要保证排放 畅通。
9、处于运行末期的装置，在低负荷运行期间应评估在役装置闭路清洗（馏分油组分清洗）的条件，掌控好设备末期运行预防性机 会清洗机会维修的时机。
四、结焦工况
主要指高温渣油部分和加热炉等管道、炉管和设备，以及渣油部分塔器内件。降量运行期间，建议采取以下措施：
1、应对管内流速的变化做必要的核算，确保流量足以满足喷头或者分配器的最低负荷要求。
2、应关注多路进料加热炉的偏流问题。
3、增加注汽保持流速避免结焦，观察低负荷条件下的炉管振动情况。
4、采用红外热成像的方法定期检测分析重点设备/炉管表面的热分布情况，发现异常热点及时采取对策。
五、微生物/粘泥工况
装置低负荷运行时，水冷器等设备易发生流速降低的情况，微生物和粘泥会沉积在低流速区，导致堵塞和腐蚀加剧。建议采取以下措施：
1、对停工待料装置中备用的水冷器，水侧阀门不能关死，需保持流通，保证循环水药剂补充，同时每月须反冲洗操作 1 次，冲洗积垢。
2、适当增加水冷器的水流速检测频次，尤其是循环水走壳程以及日常检测水流速偏低的水冷器，严格按指标控制循环水流速（循 环水走管程时管内流速不低于 1.0m/s、循环水走壳程时壳程流速不 低于 0.3m/s），不应单纯依靠调整循环水侧阀门来调整换热操作工艺参数。
3、加强循环水微生物和粘泥的取样分析，如果发现超标，及时调整杀菌剂的用量和品种。
4、加强对循环水场监测换热器等监测设施的管理。
六、盲区（死区）部位
装置低负荷运行后，各工艺流程中盲区（死区）的范围会进一步放大，应扩大检查范围，重点关注以下部位：
放空/导淋的阀前短节；
分配管系中主管的盲端；
大口径直管段的低流速部位；
多路并联设备中临时停用设备的出入口管道；
关闭的联通线、跨线以及预热线等的阀前阀后部位；
压力计、差压计、液位计等引出管；
低流速容器中距离进出口较远的沉积部位；
其他
建议采取以下措施：
1、对已确认的盲区部位实施统计、修正和动态管理。
2、有条件的实施流速测定或计算。
3、对关闭的联通线、跨线以及预热线要定期活线或者排放。
4、采用超声波测厚、超声导波、电磁超声、脉冲涡流扫查等方法检查盲区，排查减薄点或减薄区域。
七、保温层下腐蚀（CUI）
装置降量条件下，保温层下腐蚀的影响范围会扩大，系统内介质处于临界温度（93-120℃）的系统管线、设备，随着流速降低， 热量输出降低，外壁温度随之降低，出现 CUI 风险。
建议采取以下措施：
1、梳理 CUI 台账，列出处于临界温度的设备管道，作为重点检查对象。
2、采用红外热成像、目测等方法对上述设备和管道进行全面检查，尤其是关注易发生 CUI 的典型部位（参考 NACE RP0198 标准《保温和防火材料下的腐蚀控制--系统方法》）。
3、采用脉冲涡流、超声导波、超声波测厚等方法对 CUI 典型部位进行定期检查。
八、特殊工况
在装置低负荷情况下，除了会出现流速偏低等工况外，还会出现流态变化（如湍流、气液两相分离）、局部流速过高等情况，也会造成腐蚀环境和部位发生变化，建议采取以下措施：
1、对于可能出现流态变化的部位，尤其是可能出现气液两相分离的部位，各装置需要列出清单，采取红外热成像现场检测、流态 模拟分析等方法进行判断。若出现流态变化，应重新评估该部位的 腐蚀状态，对高腐蚀风险部位，应采取超声波测厚、脉冲涡流扫查等方法进行检测。
例如：加氢装置炉前混氢点部位，该部位腐蚀机理为高温H2S+H2的腐蚀，如果出现气液两相分离，则会产生两种不同的腐蚀机理，气相为高温氢腐蚀，液相为高温硫腐蚀，腐蚀速率会发生变化。
2、装置降负荷时，部分阀门因为流量控制开度变小，会造成阀门后紧挨阀门的管道局部出现高的流速冲刷点，局部腐蚀部位发生变化。各装置需列出清单，评估腐蚀变化状况，对于高风险部位（如高腐蚀速率、高事故后果等），要采取脉冲涡流扫查、超声波 测厚等方法进行检测。
3、装置调整负荷期间，做好加热炉炉管支管托的检查，防止低负荷下炉管的翘扭变形情况。
4、常减压装置低负荷运行，电脱盐温度会降低，影响电脱盐效果，应及时监控电脱盐效果变化，调整工艺及助剂，确保脱盐合格率。
5、制氢装置低负荷会造成部分转化炉管低流量，导致出口段尤其是猪尾管过热，应调整喷嘴控制炉膛温度场均衡，必要时增加水碳比。
6、对低负荷条件下重整装置、S_Zorb 装置、催化装置中催化剂、再生剂的提升输送管线要进行检测，可采用红外热成像检查和超声波测厚组合检测方法。
九、临时停用的装置或系统
装置低负荷运行期间，部分装置或系统可能临时停用，要做好停用装置的设备管道保护和检测工作，具体可参考炼油装置停工期 间保护方案。
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