(高清版)GBT 39296-2020 循環(huán)冷卻水處理運行效果評價 監(jiān)測換熱器法

ICS13.060.25循環(huán)冷卻水處理運行效果評價監(jiān)測換熱器法國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T39296—2020本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會提出。本標準由全國化學(xué)標準化技術(shù)委員會(SAC/TC63)歸口。本標準起草單位：中國石油化工股份有限公司北京化工研究院、山東泰和水處理科技股份有限公技有限責(zé)任公司、山東鑫泰水處理技術(shù)股份有限公司、石家莊給源環(huán)?？萍加邢薰?、河南清水源科技股份有限公司。1GB/T39296—2020循環(huán)冷卻水處理運行效果評價監(jiān)測換熱器法及評價報告等技術(shù)要求。本標準適用于正常運行條件下通過監(jiān)測循環(huán)冷卻水系統(tǒng)旁路監(jiān)測換熱器上腐蝕、結(jié)垢和生物黏泥2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文GB/T10123—2001金屬和合金的腐蝕基本術(shù)語和定義GB/T18590金屬和合金的腐蝕點蝕評定方法HG/T3523冷卻水化學(xué)處理標準腐蝕試片技術(shù)條件GB/T10123—2001界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復(fù)列出了GB/T10123—2001中的某些術(shù)語和定義。3.13.2循環(huán)冷卻水與被冷卻介質(zhì)間接傳熱且與大氣直接接觸散熱的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。模擬裝置水冷器工況，用以監(jiān)控循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕和沉積狀況試管tube置于監(jiān)測換熱器中用于監(jiān)測腐蝕和沉積的標準金屬直管。3.52GB/T39296—20203.6監(jiān)測試片monitoringtestcoupon置于監(jiān)測換熱器或塔池中用于監(jiān)測腐蝕的標準金屬片。3.7腐蝕速率corrosionrate以金屬腐蝕失重而算得的每年平均腐蝕深度。3.8換熱器表面單位傳熱面積上每月的污垢增長量。注：單位為毫克每平方厘米月[mg/(cm2·月),簡寫為mcm]。熱阻thermalresistance監(jiān)測換熱器的傳熱阻力，數(shù)值為傳熱系數(shù)的倒數(shù)。3.10點蝕pittingcorrosion產(chǎn)生于金屬表面向內(nèi)部擴展的點坑，即空穴的局部腐蝕。[GB/T10123—2001,定義3.17]4方法提要采用監(jiān)測換熱器評價循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水處理運行效果的方法，即以電加熱產(chǎn)生的常壓飽和蒸汽或溫度和材料材質(zhì)等條件下，根據(jù)監(jiān)測周期內(nèi)試管質(zhì)量變化計算試管的腐蝕速率和黏附速率，根據(jù)在線監(jiān)測的溫度和流量等數(shù)據(jù)計算熱阻。在流量恒定條件下，根據(jù)壓力降監(jiān)測管壓差變化在線監(jiān)測生物黏泥附著情況。在線監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時遠傳。流程示意圖參見附錄A圖A.1。5材料和設(shè)備5.1一般要求5.1.1監(jiān)測換熱器包含壓力降監(jiān)測管、在線腐蝕監(jiān)測儀及其他有關(guān)設(shè)施。5.1.2監(jiān)測換熱器試管進水應(yīng)從循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的給水總管上接出，壓力降監(jiān)測管進水宜為循環(huán)冷卻5.1.3監(jiān)測換熱器不應(yīng)露天放置，應(yīng)滿足儀器儀表的環(huán)境要求，環(huán)境溫度宜0℃~50℃,相對濕度宜不大于80%,應(yīng)預(yù)留試管拆卸和設(shè)備檢修的空間。5.1.4應(yīng)采用循環(huán)冷卻水走管程的三管式監(jiān)測換熱器，三根試管呈正三角形排列，管心距為31mm。5.1.5監(jiān)測換熱器的熱介質(zhì)可采用工業(yè)低壓飽和蒸汽或電加熱除鹽水產(chǎn)生的常壓飽和蒸汽。5.1.6監(jiān)測換熱器界區(qū)內(nèi)的管路、閥門及管件應(yīng)選用耐蝕能力不低于0Cr18Ni9(S30408)的不銹鋼材質(zhì)。5.1.7試管和壓力降監(jiān)測管的進水管線上，應(yīng)安裝過濾器，濾網(wǎng)孔徑宜4mm。5.1.8流量計和掛片器所在管段均宜設(shè)置副線。3GB/T39296—20205.1.9應(yīng)在監(jiān)測換熱器的管線低位設(shè)置排水口。5.1.10測試儀器和設(shè)備，包括烘箱、感量分別為0.1mg和0.01g的天平，以及清洗、剖開和觀測試管的有關(guān)設(shè)備和器具。5.2試管5.2.1應(yīng)采用φ19mm×2mm的無縫金屬直管，有效長度為1177mm,有效傳熱面積為0.055m2。5.2.2材質(zhì)應(yīng)與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)換熱器主材質(zhì)相當(dāng)。5.2.4運輸和儲存應(yīng)有防潮、防銹措施。5.3掛片器5.3.2試片架和固定件應(yīng)采用塑料材質(zhì)，試片架宜垂直安裝。5.3.3應(yīng)懸掛I型或Ⅱ型試片，試片滿足HG/T3523要求，材質(zhì)應(yīng)與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)換熱器主材質(zhì)相當(dāng)；每種材質(zhì)試片不應(yīng)少于兩片。5.3.4試片懸掛方向與水流一致，試片與掛片器內(nèi)壁不應(yīng)直接接觸，試片與試片架間距不應(yīng)小于3mm,試片與試片間距不應(yīng)小于15mm,掛片器內(nèi)徑宜40mm。5.4壓力降監(jiān)測管5.4.1應(yīng)采用內(nèi)徑16mm的0Cr17Ni12Mo2(S31608)不銹鋼直管，有效長度為1200mm,兩端各配備不小于300mm的0Cr17Ni12Mo2(S31608)5.5儀器儀表5.5.1監(jiān)測換熱器進水端應(yīng)安裝流量計，誤差不超過±2.5%,流量應(yīng)自動控制。5.5.2試管循環(huán)冷卻水進、出口端和換熱腔蒸汽側(cè)應(yīng)安裝溫度計，遠傳溫度精確到0.1℃,換熱腔蒸汽溫度應(yīng)自動控制。5.5.3蒸汽進口管側(cè)應(yīng)安裝壓力表，分度值0.02MPa。5.5.4在線腐蝕監(jiān)測儀，精確到0.001mm/a。5.5.5應(yīng)配備可編程邏輯控制器(PLC)或?qū)⒃诰€監(jiān)測數(shù)據(jù)直接接入分布式控制系統(tǒng)(DCS),實現(xiàn)流量、5.6安裝方式掛片器、壓力降監(jiān)測管及儀器儀表等安裝方式參見圖A.1和圖A.2。6方法過程試管和試片的前處理方法參見附錄B。6.2安裝和拆檢4GB/T39296—2020態(tài)，兩端采取密封措施以待后續(xù)處理。6.2.1.3在拆裝過程中應(yīng)避免物理損傷。6.2.2.2將經(jīng)前處理的試片安裝在掛片器中，試片朝外，確保掛片器不漏水。6.2.2.3經(jīng)前處理的試片不應(yīng)直接與手或污物接觸。6.2.3.1投用壓力降監(jiān)測管，出口閥打開后再慢開入口閥，確?？諝馀疟M。6.2.3.2投用壓差計，確保其兩端引壓管中充滿水且無氣泡。6.2.4.1按照說明書安裝或更換腐蝕測試探頭。6.2.4.2按照說明書進行儀器校準和參數(shù)設(shè)置。6.3.1.1開啟試管進水，流量應(yīng)設(shè)定為1.5m3/h～2.0m3/h,并保持恒定。6.3.1.2開啟換熱腔熱源，換熱腔內(nèi)的飽和蒸汽溫度應(yīng)控制在97℃~104℃,并保持恒定。6.3.1.3試管進出水溫差僅控制初始溫差為(10±1)℃,運行中不再控制，應(yīng)保持蒸汽流量、換熱腔溫度和循環(huán)冷卻水流量恒定。6.3.1.4掛片器內(nèi)流速不應(yīng)小于0.3m/s。6.3.1.5壓力降監(jiān)測管的流量應(yīng)為1.1m3/h,并保持恒定。當(dāng)物料泄漏或生物黏泥大量生長導(dǎo)致壓力降監(jiān)測管堵塞或壓力降過大時，可拆下用水清洗后裝回系統(tǒng)。6.3.1.6運行過程中不應(yīng)中斷循環(huán)冷卻水。6.3.2.1試管監(jiān)測周期應(yīng)為一個月；材6.3.2.2循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行期間壓力降監(jiān)測管應(yīng)連續(xù)監(jiān)測。6.3.3.1試管進出水溫度、流量和蒸汽溫度等數(shù)據(jù)應(yīng)至少12h記錄一次。6.3.3.2壓差計數(shù)據(jù)應(yīng)至少12h記錄一次。6.4后處理試管和試片的后處理方法參見附錄B。7結(jié)果計算7.1試管腐蝕速率試管的腐蝕速率rcorr,按式(1)計算：5GB/T39296—2020式中：……………m?———清洗后試管的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g);d;——試管內(nèi)徑的數(shù)值，單位為毫米(mm);L?——試管長度的數(shù)值，單位為毫米(mm);t——監(jiān)測時間的數(shù)值，單位為天(d);p——試管材料的密度的數(shù)值，單位為克每立方厘米(g/cm3)(p碳鋼=7.85,p銅=8.94,p黃銅=8.65,7.2試管黏附速率試管的黏附速率radhe,按式(2)計算：式中：……………試管的黏附速率，單位為毫克每平方厘米月(mcm);30——從月?lián)Q算為天的數(shù)值，單位為天每月(d/m);m?-—監(jiān)測后試管的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g);m?——清洗后試管的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g);d;——試管內(nèi)徑的數(shù)值，單位為毫米(mm);L?———試管長度的數(shù)值，單位為毫米(mm);7.3熱阻熱阻R?,按式(3)計算：式中：R,——熱阻，單位為平方米開爾文每瓦(m2·K/W);3600——從小時換算為秒的數(shù)值，單位為秒每小時(s/h);d;——試管內(nèi)徑的數(shù)值，單位為毫米(mm);L?——試管有效傳熱長度的數(shù)值，單位為毫米(mm);T———蒸汽溫度的數(shù)值，單位為攝氏度(℃);t?——監(jiān)測換熱器試管進水溫度的數(shù)值，單位為攝氏度(℃);4186.8——水的比熱容的數(shù)值，單位為焦耳每千克開爾文[J/(kg·K)];G——監(jiān)測換熱器試管進水流量的數(shù)值，單位為立方米每小時(m3/h);t?——監(jiān)測換熱器試管出水溫度的數(shù)值，單位為攝氏度(℃)。7.4試片腐蝕速率試片的腐蝕速率reor,按式(4)計算：6…………(4)式中：365——從年換算為天的數(shù)值，單位為天每年(d/a);m?——經(jīng)前處理試片的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g);A——試片的表面積的數(shù)值，單位為平方厘米(cm2);t′——監(jiān)測時間的數(shù)值，單位為天(d);p——試片材料的密度的數(shù)值，單位為克每立方厘米(g/cm3)(p碳鋼=7.85,p銅=8.94,P黃銅=8.65,7.5點蝕測試出最大和最小坑深，對有代表性試驗結(jié)果應(yīng)照相存檔。點蝕測試方法按GB/T18590的規(guī)定執(zhí)行。8評價報告按照試驗情況記錄填寫監(jiān)測報告并評價，主要包括試管的腐蝕速率和黏附速率、試片的腐蝕情況、在線腐蝕速率、壓力降監(jiān)測管的壓差及熱阻等內(nèi)容，報告格式可參見附錄C。7GB/T39296—2020PP掛片器集散型儀表流量計減壓閥H流量F溫度I圖A.1流程示意圖試片架試片架掛片器螺栓螺母-8GB/T39296—2020(資料性附錄)試管和試片的前處理和后處理方法B.1.1.3常溫下稱量試管的質(zhì)量mo,精確到0.01g,同時測量試管長度L?,并采取防潮、防銹措施。B.1.2試片B.1.2.1在無水乙醇中用脫脂棉球擦拭，再用清潔的無水乙醇浸泡脫水。B.1.2.2取出試片，置于濾紙上冷風(fēng)吹干，用濾紙包裹并放入干燥器，干燥0.5h后稱量試片的質(zhì)量m?,精確到0.1mg。B.1.2.3處理過程中需避免試片的污染和物理損傷。B.2后處理方法B.2.1試管B.2.1.1清除外表面污垢，水平置于105℃~110℃烘箱中，干燥至恒量。B.2.1.2水平取出，避免管中沉積物掉落，自然冷卻至常溫后稱量試管的質(zhì)量m?,精確到0.01g。B.2.1.3宜用物理方法清除和采集試管內(nèi)沉積物并記錄顏色和形態(tài)，按HG/T3610、HG/T3530、HG/T3531、HG/T3532、HG/T3533、HG/T3534、HG/T3535、HG/T35DL/T1151.22規(guī)定的方法對沉積物進行成分分析。B.2.1.5用膠皮塞塞緊底部管口，豎直放置，由上部管口緩慢倒入酸洗液，充滿并浸泡，酸洗液成分及浸泡時間參見表B.1。表B.1酸洗液成分及浸泡時間材質(zhì)酸洗液成分(質(zhì)量分數(shù))浸泡時間/min碳鋼鹽酸溶液(10%,其中含有0.5%六次甲基四胺)不銹鋼硝酸溶液(10%)銅及銅合金硫酸溶液(5%～10%)B.2.1.6試管中保留1/3的酸洗液，刷洗內(nèi)壁后，全部排出。B.2.1.7用水沖洗后再用無水乙醇脫水，若試管內(nèi)仍有污垢和腐蝕產(chǎn)物，則重復(fù)B.2.1.5、B.2.1.6和B.2.1.8用冷風(fēng)吹干后，于105℃~110℃烘箱中干燥至恒量，稱量試管的質(zhì)量m?,精確到0.01g。9GB/T39296—2020GB/T39296—2020(資料性附錄)監(jiān)測報告格式試管編號安裝時間(年-月-日-時)拆卸時間(年-月-日-時)材質(zhì)腐蝕速率黏附速率平均值"管內(nèi)沉積物描述及成分分析：管內(nèi)腐蝕(包括點蝕)描述：測試人：同期同種材質(zhì)新試管的腐蝕速率和黏附速率應(yīng)取平均值。如有點蝕，宜另附照片。GB/T39296—2020循環(huán)冷卻水系統(tǒng)名稱：試片編號安裝時間(年-月-日-時)拆卸時間(年-月-日-時)材質(zhì)腐蝕速率平均值平均值腐蝕(包括點蝕)描述：測試人：同期同種材質(zhì)試片的腐蝕速率應(yīng)取平均值。b如有點蝕，宜另附照片。表C.3在線腐蝕速率監(jiān)測報告循環(huán)冷卻水系統(tǒng)名稱：開始時間(年-月-日-時)截止時間(年-月-日-時)腐蝕速率趨勢圖：腐蝕速率趨勢圖分析：GB/T39296—2020表C.4壓差