陽(yáng)極保護(hù)酸冷器是硫酸廠重要設(shè)備，昌暉儀表工程師在本文分享酸冷器的酸側(cè)、水側(cè)的使用限制及陽(yáng)極保護(hù)酸冷器日常使用及維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，干貨技術(shù)文章，值得硫酸廠技術(shù)人員大家收藏。

一、陽(yáng)極保護(hù)酸冷器酸側(cè)注意事項(xiàng)
1、酸濃和酸溫的限制

陽(yáng)極保護(hù)必須要在一定的溫度限制范圍內(nèi)才能正常工作，這樣不銹鋼才可用于硫酸工業(yè)而不會(huì)腐蝕，因此，在運(yùn)行期間要確立一個(gè)安全工作溫度，此溫度值不應(yīng)超出設(shè)計(jì)溫度的范圍。最高工作酸溫應(yīng)取決于酸濃，較低酸濃應(yīng)該對(duì)應(yīng)較低酸溫。允許達(dá)到的酸溫和其對(duì)應(yīng)的酸濃的關(guān)系見(jiàn)圖1。

注1：在第一次開(kāi)車時(shí)或者停車檢修之后，若干燥酸酸濃小于93%(用超聲波酸濃表測(cè)量)或一、二吸收酸濃小于98%(用酸濃表測(cè)量)是不可能自鈍化的。
注2：為了使陽(yáng)極保護(hù)設(shè)備、管道保持在上述表達(dá)的安全區(qū)域中，如果酸濃度降低，則相應(yīng)酸溫也要降低以確保酸冷器工作在上述安全區(qū)域。因此，盡可能將酸濃提高到規(guī)定的濃度之上。

在運(yùn)行過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)酸濃度有所下降，則酸溫也要相應(yīng)降低，不要讓酸冷卻器(分酸器、管道也相同)工作在圖1所示斜線以上的非陰影區(qū)域。除了設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)成91%酸以外，在其他任何情況下決不允許酸濃低于91%。

2、酸濃降低的起因及后果
假如酸濃降低的話，那么在酸冷器接觸酸液的金屬表面很難建立起一層鈍化膜，實(shí)際上就建立不起來(lái)。如果在這種情況下繼續(xù)運(yùn)行的話，不但對(duì)酸冷器而且對(duì)與之相連的泵和管道都極易造成腐蝕而失效。
除生產(chǎn)工藝波動(dòng)外，造成酸濃降低的原因可能有如下幾個(gè)：
①在系統(tǒng)停車時(shí)由于酸管道的閥門在打開(kāi)位置而產(chǎn)生稀釋；
②裝置由于吸收濕氣而使得循環(huán)酸稀釋；
③在水壓大于酸壓時(shí)，因換熱管發(fā)生泄漏而使得冷卻水流到了循環(huán)酸中；
④在檢修時(shí)，酸冷器中的酸液雖已排出，但進(jìn)出酸口接管法蘭處敞口，殼體暴露于空氣當(dāng)中，大量的濕氣會(huì)使得酸冷器中殘留的酸被稀釋而增加腐蝕速度。因此，當(dāng)酸冷器內(nèi)酸液排空時(shí)，排污口、進(jìn)出酸口接管法蘭處要用塑料把它包起來(lái)以使酸冷卻器里面空氣濕度降到最低，或者用大量的水反復(fù)沖洗殼程，直到?jīng)_出的水的PH值顯中性。
⑤在停車期間，稀酸液從塔內(nèi)沿管道流入到酸冷器中。

3、停車時(shí)，對(duì)酸冷器應(yīng)做的準(zhǔn)備
短時(shí)間停車時(shí)，與排空酸冷器中的酸液相比，用98%的酸注入酸冷卻器殼程使得酸液完全充滿更可取，僅僅是為了檢修酸冷器時(shí)才會(huì)排空酸冷器中的酸液。檢修后，應(yīng)該用98%的酸重新注入酸冷器致鈍并開(kāi)始循環(huán)。
如果在停車期間環(huán)境溫度足以使98%的酸（凝固點(diǎn)-4℃）處于凝固的危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該用96%（凝固點(diǎn)-13℃）或93%的酸（凝固點(diǎn)-33℃）將酸冷器完全充滿。長(zhǎng)時(shí)間停車必須排空酸冷器中的酸液。

4、檢修其他設(shè)備時(shí)酸冷器完全排空或者與管道斷開(kāi) 當(dāng)除酸冷器之外的設(shè)備、管線要進(jìn)行檢修、清洗或者進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，要確保因檢修、清洗或水壓試驗(yàn)而遺留下的稀酸液及水不能進(jìn)入酸冷器，酸冷器應(yīng)完全排空或者與管道斷開(kāi)。

5、在任何情況下都不能讓稀酸、水或中性溶液殘留在酸冷器中

二、陽(yáng)極保護(hù)酸冷器水側(cè)注意事項(xiàng)
1、循環(huán)水量、水速
①酸冷器中水側(cè)（即換熱管內(nèi)）的流速一般都比酸速設(shè)計(jì)的高，因?yàn)楦叩乃倏墒剐纬伤傅膬A向降到最小化，還能使得管壁溫度盡可能的低，所以，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中必須保證充足的水量。
②檢查酸冷器中循環(huán)水量的方式之一是測(cè)量水側(cè)壓降。若此壓降不高于該臺(tái)設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)中的壓降，表明水流道通暢且水量充足。另外一個(gè)方法就是如果酸冷器出口酸溫明顯升高，說(shuō)明換熱管內(nèi)部有垢或者堵塞，冷卻水流動(dòng)不暢。
③當(dāng)循環(huán)水量減少了10%時(shí)即視為故障，應(yīng)該及時(shí)處理。

2、水的過(guò)濾和處理
①在循環(huán)冷卻水流動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)有一些固體懸浮物、藻類、泥沙及其它雜質(zhì)出現(xiàn)，這些物質(zhì)會(huì)使得一些換熱管內(nèi)壁部分或完全堵塞。如果發(fā)生這種情況，換熱管里面的水因?yàn)椴涣鲃?dòng)而溫度升高，在某些情況下可能會(huì)達(dá)到沸點(diǎn)，這種狀況會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管因應(yīng)力腐蝕而開(kāi)裂，最終可能導(dǎo)致整臺(tái)設(shè)備因換熱管開(kāi)裂而腐蝕損失，因此，一定要避免換熱管堵塞。
②根據(jù)污垢層沉積的機(jī)理，污垢可分為顆粒污垢、結(jié)晶污垢、化學(xué)反應(yīng)污垢、腐蝕污垢、生物污垢和凝固污垢。酸冷器的結(jié)垢主要有結(jié)晶污垢和生物污垢，結(jié)晶結(jié)垢在管內(nèi)會(huì)形成碳酸垢、硫酸垢和二氧化硅結(jié)垢層；生物污垢指微生物污垢，會(huì)產(chǎn)生粘泥，粘泥又為生物污垢的繁殖提供了條件，在適宜的溫度條件下，生物污垢會(huì)形成一定厚度的污垢層。由于管壁溫度偏高、水中鈣鎂離子濃度偏高及管內(nèi)水流速度偏低時(shí)，水垢就會(huì)形成。
③水垢的清除有兩種方法，即物理方法和化學(xué)方法，國(guó)內(nèi)目前的物理清洗主要用高壓水沖洗，但由于其需要專用設(shè)備，清洗費(fèi)用較高，不太適合硫酸廠使用。化學(xué)的方法主要有不停車清洗和停車化學(xué)清洗兩種。 “陽(yáng)極保護(hù)專用運(yùn)行阻垢除垢劑”能在不停車下的情況下有效清除水垢并阻止水垢的形成。停車檢修時(shí)可采用化學(xué)清洗的方法清除水垢，由于酸冷器采用不銹鋼材質(zhì)，氯離子Cl-會(huì)在奧氏體不銹鋼表面產(chǎn)生孔蝕，因此嚴(yán)格禁止用HCl或含有Cl-的清洗劑進(jìn)行清洗；H2SO4會(huì)與水中的Ca2+、Mg2+形成極難溶解的CaSO4和MgSO4，也不推薦采用硫酸清洗；硝酸清洗原料易得，專用的酸洗緩蝕劑技術(shù)成熟，費(fèi)用不高，對(duì)于結(jié)垢較薄的垢層可通過(guò)清洗液循環(huán)的方法在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)清除管內(nèi)的水垢，所以，對(duì)于酸冷器宜采用硝酸酸洗技術(shù)（陽(yáng)極保護(hù)專用緩蝕劑+硝酸）。管內(nèi)壁結(jié)垢如超過(guò)1mm時(shí)屬重度結(jié)垢，可以采用浸泡加循環(huán)復(fù)合清洗技術(shù)，清洗的時(shí)間也需相應(yīng)延長(zhǎng)。
④藻類堵塞換熱管的現(xiàn)象常發(fā)生在南方地區(qū)，尤其在夏季氣溫高時(shí)，經(jīng)玻璃鋼冷卻塔冷卻的循環(huán)水溫高于30℃時(shí)，適合各種藻類繁殖。在水池內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)綠色黏附物，有時(shí)它的繁殖速度很快，如果不及時(shí)處理，藻類會(huì)黏附在換熱器的管箱及換熱管內(nèi)壁，使流道冷卻水量變小，降低酸冷器的換熱效率。此時(shí)，可以使用 “陽(yáng)極保護(hù)酸冷器專用殺菌滅藻劑”，幾天內(nèi)即可清除各種藻類且成本低廉。
⑤在所有的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，都要求有完善的過(guò)濾設(shè)備以避免換熱管堵塞，所采用的過(guò)濾器必須確保在任何運(yùn)行時(shí)間內(nèi)都有充足的水流過(guò)。任何一個(gè)過(guò)濾器的篩目大小都要小于酸冷器內(nèi)換熱管的內(nèi)徑，以便讓一些小的雜質(zhì)能通過(guò)換熱管。

3、冷卻水的PH值
①為什么要監(jiān)測(cè)PH值，有如下理由：
a、若冷卻水在重復(fù)循環(huán)(如在冷卻塔中)，如果有酸性氣體進(jìn)入到冷卻塔里的水中，會(huì)使水中的PH值降低，此時(shí)可以通過(guò)監(jiān)測(cè)水的PH值發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。
b、如果換熱管泄漏(尤其是在酸壓大于水壓時(shí))，循環(huán)冷卻水的PH值肯定會(huì)降低，通過(guò)監(jiān)測(cè)循環(huán)水的PH值可以及時(shí)判斷出換熱管已經(jīng)泄漏，此時(shí)應(yīng)立即停車，這樣可避免因換熱管泄漏而損壞整臺(tái)酸冷器及系統(tǒng)中的其他設(shè)備和管線。
c、如錯(cuò)將酸管接到水管上，通過(guò)測(cè)量PH值可以馬上發(fā)現(xiàn)，避免呈酸性的冷卻水使酸冷器的換熱管和管箱及系統(tǒng)中的其他設(shè)備和管線腐蝕。
②冷卻水PH值的檢查方法可以采用以下幾種方式：
a、冷卻水側(cè)安裝PH計(jì)或者漏酸報(bào)警器(強(qiáng)烈推薦)。
b、管箱上安裝取樣管監(jiān)測(cè)(可以采用)。
c、循環(huán)水槽取樣檢查監(jiān)測(cè)(不建議采用)。
③進(jìn)入每臺(tái)酸冷器的循環(huán)冷卻水應(yīng)單獨(dú)布管，不推薦采用串水的方式，因?yàn)閹着_(tái)酸冷器的循環(huán)水如串水，一旦發(fā)生泄漏將很難判斷到底是哪一臺(tái)酸冷器發(fā)生了泄露。
④冷卻水PH值的監(jiān)測(cè)點(diǎn)要盡可能靠近酸冷器，最好在酸冷器出水口側(cè)管道或者管箱上，大量的經(jīng)驗(yàn)表明，僅從冷卻塔取樣化驗(yàn)循環(huán)水中的PH值是很難判斷引起水中PH降低的根源的。

4、冷卻水的氯離子（CL-）含量
①不銹耐酸鋼最大的天敵就是氯離子，因此要嚴(yán)格控制循環(huán)冷卻水及補(bǔ)充水中氯離子的含量≤50ppm，濃縮后的冷卻水中氯離子的含量≤100ppm。
②對(duì)于陽(yáng)極保護(hù)酸冷器，絕對(duì)不能使用鈉離子交換器的出水作為其冷卻用水，因?yàn)槠渲懈缓入x子。
③不允許使用海水作為陽(yáng)極保護(hù)酸冷器冷卻水的水源，設(shè)置有水過(guò)濾或者澄清（或沉降）池的設(shè)施旁不得存貯含有氯離子的物質(zhì)。

5、冷卻水出口水溫 除軟化水外，酸冷器的冷卻水出口溫度應(yīng)低于45℃以防止結(jié)垢。因?yàn)榻Y(jié)垢嚴(yán)重時(shí)，垢下氯離子易富集，極易發(fā)生垢下氯離子腐蝕，造成換熱管的應(yīng)力腐蝕及點(diǎn)蝕，從而造成酸冷器的失效。

6、防止酸冷器受凍
系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停車，在環(huán)境溫度低的情況下，若酸冷器水側(cè)的水沒(méi)有排放干凈，極易發(fā)生凝固結(jié)凍的現(xiàn)象，此時(shí)可采用在酸冷器水側(cè)注入蒸汽的方法來(lái)處理。絕對(duì)不允許在酸冷器結(jié)凍的情況下繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備，也不允許采用盲死水側(cè)而采用在酸冷器殼體外澆水強(qiáng)制冷卻的方法使用設(shè)備。警告：一定要采取措施避免酸冷器內(nèi)部凝固。

三、陽(yáng)極保護(hù)酸冷器日常維護(hù)與操作
1、因本控制系統(tǒng)為微電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)，所以在第一次開(kāi)車調(diào)整完成、運(yùn)行正常后無(wú)需任何操作。
2、必須建立定時(shí)檢查記錄制度，每1小時(shí)記錄一次，記錄內(nèi)容至少有：電流、控參電位、監(jiān)參電位、輸出電壓及相應(yīng)的酸濃、酸溫、水的出口溫度。
3、須設(shè)專職的陽(yáng)極保護(hù)酸冷器技術(shù)人員1-2名，負(fù)責(zé)處理運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的工藝波動(dòng)、短期停車、突然停電等各種問(wèn)題。
4、把水側(cè)閥門開(kāi)到最大，若冷卻后酸溫過(guò)低，應(yīng)通過(guò)酸側(cè)進(jìn)、出口管之間的旁路來(lái)調(diào)節(jié)，不允許用調(diào)節(jié)冷卻水量大小的方法來(lái)調(diào)節(jié)酸溫。
5、操作人員必須保證酸濃的相對(duì)穩(wěn)定。如干燥酸為93%酸，控制酸濃在93%±0.5%，如干燥酸為98%酸，控制酸濃在98%±0.5%；吸收酸控制在98%±1.0%范圍內(nèi)。嚴(yán)禁使用發(fā)煙酸或低于91%的硫酸，否則將破壞參比電極表面狀態(tài)，使基準(zhǔn)電位波動(dòng)很大，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)失控。一旦出現(xiàn)這種情況應(yīng)關(guān)閉儀器，待酸濃度恢復(fù)正常后，檢查參比電極表面狀態(tài)，如完好，則重新啟動(dòng)。
6、須保證冷卻水量，注意冷卻水的水溫，并及時(shí)補(bǔ)充新水。若出現(xiàn)電流突然增大或儀器失控等異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即檢查酸濃、酸溫是否發(fā)生變化，若酸濃下降或酸溫升高，此時(shí)要查看酸濃的數(shù)值，如酸濃是在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的有限下降，電流增大是正常的，此時(shí)應(yīng)提高酸濃，降低酸溫；如生產(chǎn)工藝正常而酸濃下降很多，則可以判斷此時(shí)酸冷器已經(jīng)泄漏，要按照本手冊(cè)提及的維修方法進(jìn)行檢修；若酸濃、酸溫沒(méi)有發(fā)生變化，而電流突然增大，可能是儀器失控，此時(shí)應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)人員盡快處理。
7、每班定期定時(shí)檢查是否漏酸，至少每一小時(shí)檢查一次冷卻水的PH值。
8、運(yùn)行過(guò)程中，由于暫時(shí)檢修或突然停電等各種原因造成儀器暫時(shí)停止工作時(shí)，其停用時(shí)間不得超過(guò)3小時(shí)。
9、不涉及酸冷器的短期停車時(shí)，在保證硫酸充滿酸冷器且酸濃度大于93％的情況下，不必關(guān)閉儀器；若需排空酸冷器中的酸時(shí)，需先關(guān)閉從機(jī)電源。重新開(kāi)車時(shí)，當(dāng)確認(rèn)酸冷器中充滿大于98%的濃硫酸后再打開(kāi)從機(jī)電源。若長(zhǎng)期停車(超過(guò)三天)，應(yīng)先關(guān)閉儀器電源，然后再把酸冷器里的酸排空。之后，再用大量的水反復(fù)沖洗殼程，直到?jīng)_出的水的PH值顯中性即可。
10、酸冷器運(yùn)行過(guò)程如需停車檢修時(shí)，必須確保冷卻水不得倒灌入酸冷器中。
11、不要拔出參比電極內(nèi)的電極棒，以免損壞其外部的F4絕緣和導(dǎo)致酸液流出。
12、禁止在酸冷器、管道、分酸器運(yùn)行過(guò)程中檢修、調(diào)整點(diǎn)狀陰極。