新版酸冷器操作手册

目 录第一章阳极保护3一、阳极保护原理3二、 阳极保护浓硫酸设备工作原理 4三、 阳极保护浓硫酸设备组成4四、重要参数介绍6第二章阳极保护浓硫酸冷却器操作手册7一、 操作特性7二、 安装7三、 运行调试8四、 日常操作及维护 10五、 停车操作11六、 冷却器维修13七、 故障分析及排除14八、阳极保护浓硫酸冷却器操作注意事项 15第三章 阳极保护浓硫酸分酸器操作手册16一、 操作特性16二、 安装16三、 运行调试17四、 日常操作和维护18五、 停车操作18六、常见故障分析 18第四章阳极保护浓硫酸管道操作手册 19一、 操作特性19二、 安装19三、 运行调试20四、 日常操作和维护20五、 停车操作21六、常见故障分析 21附录1循环冷却水水质标准及循环冷却水处理 22附录2化学清洗24附录3 中和25附录4数据记录26附录5常见故障分析与处理27图1阳极钝化曲线示意图 28图2不同硫酸浓度对应的最高使用温度 29图3 硫酸浓度与结晶温度的关系 29图4主阴极水侧和酸侧密封结构示意图 30图5参比电极密封结构示意图 30图6阳极保护浓硫酸冷却器结构示意图 31图7阳极保护浓硫酸冷却器电器原理图 32图8阳极保护浓硫酸管道电器原理图 33图10管程化学清洗流程图35图11 壳程中和流程示意图 36第一章阳极保护一、阳极保护原理当某种金属浸入电解质溶液中时，由于金属中电子对电解质溶液中离子的吸附，在 金属表面形成了一个双电子层，金属表面产生了一个电极电位，在腐蚀电化学中通常称 这个电位为自腐蚀电位。不同的金属在一定的溶液中的电位是不一样的。向浸在电解质溶液中的金属（电极）施加直流电流，金属的电极电位会发生变化， 这种现象称作极化。所通电流为正电流（金属为阳极），电流从金属表面流出，金属的电 位向正方向变化，这种过程叫做阳极极化。反之，通过的电流为负电流（金属为阴极）， 电流从电解质流入金属表面，金属的电位向负方向变化，则称作阴极极化。电位与对应 电流密度之间的关系曲线叫做极化曲线。具有钝化性倾向的金属在进行阳极极化时，如果电流达到足够的数值，在金属表面 上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜而使电流减少，金属呈钝化状态。持续给金 属施加较小的电流，就可以维持这种钝态，从而减缓金属的腐蚀。这就是阳极保护的基 本原理。图1为典型的钝性金属阳极极化曲线示意图（见第 23页），图中表现出四个特 性区域：1. AB段- 活化区在A点，外加电流为零，金属处于自腐蚀状态，自腐蚀电位为 Ea，当通以阳极电流 时，其电流密度随电位的升高而增加。当电位升高到 B点时，电极过程受到阻碍，电流 密度不再上升，达到一个极大值Im。在此区域内，金属表面处于活性溶解状态，故将此 区域叫做活化区，其电极反应如下：Me Me n+ne2. BC段一过渡区电位刚过B点，外加电流密度迅速下降，到C点降到最小值，金属表面进入钝化状 态。B点的电流密度Im和电位Eb叫做致钝电流密度和致钝电位。BC区金属表面处于活 化-钝化不稳定状态，故将此区域叫做过渡区。3. CD段-钝化区从C点开始到D点，电位变化时外加阳极电流密度变化很小，金属表面形成稳定的钝化膜，使金属腐蚀极大的减弱，故将此区域叫做钝化区，金属单位面积上所需的电流 Ip叫做维钝电流密度。电极反应如下：3H2O+2Me Me 2O3+6H+6e对应于该区域的电位范围 BEc称作维钝电位区间，也即阳极保护所要控制的电位区 间，使阳极保护设备的电位停留在该区间内，就实现了对设备的阳极保护。4. DE段-过钝化区继续增大电流，金属的电位会随之升高至 DE区，金属表面产生了新的电极反应，钝 化膜转化成高价化合物而受到破坏。对不锈钢而言，电极反应如下：2- +Me2O3+4H2O Me2O7 +8H +6e在此区域内，金属腐蚀重新加剧，故将此区域叫做过钝化区，D点电位Ed叫做过钝化电位。二、阳极保护浓硫酸设备工作原理阳极保护浓硫酸设备工作原理就是把与浓硫酸接触的设备全部表面作为阳极 （接整流 电源正极），另外设置一根或数根阴极（接整流电源负极），通过浓硫酸形成电流回路。 向阳极保护浓硫酸设备施加一定的阳极电流，使其产生阳极极化，迅速通过致钝电位， 进入稳定钝化区并维持其电位在这个区域，依靠在钝化区形成的钝化膜减缓浓硫酸对浓 硫酸设备的腐蚀。三、阳极保护浓硫酸设备组成阳极保护浓硫酸设备由设备本体邙日极）、阴极、参比电极、直流电源、电线电缆组 成，各自功能分述如下：1. 阳极阳极是阳极保护浓硫酸设备中被保护的部分，即所有和浓硫酸接触的不锈钢表面。 对于冷却器而言，即换热管外表面、壳体内表面、管板内侧表面以及折流板； 对于分酸器而言，即分酸主管和分酸支管内表面，以及分酸槽、降液管内表面； 对于管道而言，即管道内表面。2. 参比电极金属在电解质中的绝对电位是无法进行直接测量的，而必须以一个电位稳定的电极 作为参照进行测量，该电极叫参比电极。使电压表的正表笔接在金属上，负表笔接在参 比电极上，所得的直流电压值就是该金属相对于参比电极的电位。阳极保护设备中参比 电极本身的电位在工艺条件下基本保持恒定，设备阳极的电位均是相对于参比电极测得 的（即以参比电极为基准点）。阳极保护浓硫酸设备设置若干支参比电极，其中一支作为 控制参比电极，其余参比电极作为监测参比电极。控制参比电极附近的阳极相对于控制 参比电极的电位被称为“控参电位”；监测参比电极附近的阳极相对于监测参比电极的电 位被称为“监参电位”。3. 阴极阴极是一种特别选材的合金棒，与设备阳极、设备中的浓硫酸构成电流流通的回路； 并使直流电源输出的电流能够尽可能均匀地分布到与浓硫酸接触的所有阳极表面。 冷却器阴极为棒状阴极，它是穿过水箱、管板、折流板且与换热管束平行布置的 合金棒，其表面包覆具有一定数量小孔的聚四氟乙烯，聚四氟乙烯防止阴极与阳极短路； 分酸器主酸管采用径向点状阴极，分酸槽采用轴向棒状阴极，其表面均包覆具有 一定数量小孔的聚四氟乙烯； 管道采用径向点状阴极。4. 直流电源-阳极保护恒电位仪阳极保护恒电位仪的作用是给阳极保护设备提供直流电，使设备的控参电位进入到 钝化区邙日极极化曲线的CD段）。恒电位仪采用微电脑控制，他的工作逻辑是采集控参 电位并与设定值进行比较，如果控参电位低于设定值，则恒电位仪逐步增大电流输出， 使控参电位逐渐升高并达到设定值；如果控参电位达到或超过设定值，恒电位仪会逐步 减小直至关闭电流输出，使阳极电位与设定值保持基本一致。从阳极极化曲线可以看出， 阳极保护设备刚开车时需要较大的电流越过活化区和过渡区，进入钝化区后恒电位仪会 减小电流输出，只输出一个较小的电流就可以维持设备的控参电位停留在该区域内，使 设备阳极呈钝化状态。正常情况下（钝化状态），控参电位一定与设定值基本一致。四、重要参数介绍名称物理意义测量方法备注控参电位即控制参比电极附近 的阳极相对控制参比 电极的电位。量纲：V。1. 把万用表置于直流电压 档（2V量程）；2. 把红表笔接在设备阳极 上；黑表笔接在控制参比电 极上，所得数值即为控参电 位。正常情况下，控参电位 （数显表3档）等于恒 电位仪上保护电位设 定值（数显表4档）。监参电位即监测参比电极附近 的阳极相对监测参比 电极的电位。量纲：V。1. 把万用表置于直流电压 档（2V量程）；2. 把红表笔接在设备阳极 上;黑表笔接在监测参比电 极上，所得数值即为监参电 位。.正常情况下，监参电位 （数显表2档）处于-0.1V 0.6V 之间。电流由恒电位仪输出流经 设备阳极、浓硫酸、 阴极的直流电流。量纲：A。恒电位仪面板上电流 表显示该数值。开车 时，电流大小的变化符 合阳极钝化曲线（见图 1 ）。阳极表面钝化后， 电流数值比较稳定，但 酸浓降低或酸温升咼， 电流值会变大。输出电压恒电位仪的输出电 压，恒电位仪后接线 板阴极接线柱与阳极 接线柱之间的电压。 量纲：V。1. 把万用表置于直流电压 档（200V量程）；2. 把红表笔接在恒电位仪接线板阳极接线柱上；黑表 笔接在阴极接线柱上，所得 数值即为输出电压。恒电位仪面板上电压 表V2档即显示该电 压。槽压阳极保护设备阳极与 阴极间的电压。量纲：1. 把万用表置于直流电压 档（200V量程）；2. 把红表笔接在设备阳极 上；黑表笔接在设备阴极 上，所得数值即为槽压。HD-A/B型恒电位仪面 板右上角电压表 V档 即显示该电压。当恒电 位仪输出电流较大时， 电缆上压降损耗较大， 输出电压减去压降损 耗即是槽压。第二章阳极保护浓硫酸冷却器操作手册、操作特性1. 阳极保护浓硫酸冷却器结构示意图（见图 6）。2. 阳极浓硫酸保护冷却器电器原理图（见图 7）。3. 阳极保护控制指标（相对参比电极电位）。7设备名称 控制指标（mV93%硫酸冷却器98%硫酸冷却器控参电位设定值+50+100+150+200监参电位范围-100 +600-100 +600高限报警 +600 +600低限报警V -100V -100二、安装1. 冷却器安装为卧式安装，具体安装尺寸及要求见安装图。1.1 设备阴极处应留有空间（具体尺寸见安装图），以便更换阴极；1.2 酸进、出口配接的管道负载必须承受在管道支架上，不得直接以冷却器作为 支撑；1.3 水泥基础必须按有关标准设置钢铁垫板，设备鞍座长圆形螺栓孔处的螺母不得压紧；否则操作温度变化，设备不能自由热胀冷缩，严重时将导致设备变形损坏；1.4为防止冬天冷却器酸出口温度过低， 必须在冷却器酸进口、酸出口间安装旁路 管道以调节酸出口温度，其最大流量不得小于总酸量的1/3；1.5冷却水进口应设置压力表，进、出口均应安装温度计、PH计（或留有便于对冷却水PH值进行测量的接口），以保证冷却水流量和随时检漏；1.6在任何情况下均不得减小冷却水流量，否则易结垢导致换热管堵塞；1.7为避免硫酸中的杂质堵塞降液管， 要求在干吸塔底部安装滤网，滤网孔径不大 于6mm如循环酸泵安装过滤网罩，过滤孔径也应不大于6mm2. 电气部分的安装按照电气系统接线示意图实施（见图7）。2.1恒电位仪的放置：恒电位仪应选择放置在无尘、防潮、无腐蚀性气体、无强电 场干扰的环境中；并在仪器底部配钢制底座，底座高度以 10cm为宜，每台仪器下方预 留10cmx5cm的缺口，该仪器所有线缆经底座缺口进入。 恒电位仪到冷却器的布线距 离需不大于50m；2.2 接线时，电缆（26mm2）中两条芯线并作一根电缆接入阴极。采用两根电缆分别把恒电位仪的阴、阳极接线柱与冷却器的阴、阳极连接，这是电流回路。所有信号线均采用屏蔽信号线（RVVP* 1mm2），单独引线，分别从恒电位仪各接线柱接至冷却 器各对应点。在恒电位仪端，所有信号线的芯线接在对应位置，屏蔽层接在对应的接地 端子上；在冷却器端，阳极信号线的屏蔽层与芯线并在一起接在冷却器的阳极接线点； 其他信号线的屏蔽层悬空并绝缘包扎，芯线接在对应的位置。若监测参比电极只有一个， 应在恒电位仪后接线板把两个监参接线柱短接，避免接线端子悬空出现错误数据。这些 线缆应按有关电工规范采用电缆桥架或穿管架空方式敷设，不能直接架起或穿管埋地敷设。暴露于桥架或钢管外的导线应采用塑料软管加以保护，防止操作或检修时因机械、 物理或化学原因损坏导线。所有的线缆应走仪表线桥架，或另设桥架，不得与动力电缆 共用桥架；2.3联接点是引起压降使母线载流量减少或信号传输故障的主要部位，尤其是经过工厂日积月累的大气腐蚀，接触电阻增大，易造成接头处断裂。故接头一般应采用铜鼻 子与导线锡焊，然后用电工绝缘塑料带缠绕包扎，铜鼻子与接线柱处用同样方法保证防 潮和绝缘。三、运行调试1 开车前准备工作邙日极保护浓硫酸冷却器的检查）1.1参比电极检查：进酸前或电气安装时必须对参比电极进行如下检查：参比电极是否断裂；参比电极是否与阳极短路；检查过程如下：取下防护罩，拧开四个压紧螺母，拉出压盖和电极（见图5），用万用表对电极进行测量，如断裂，则更换新的参比电极；参比电极与阳极之间不得 短路，否则须打开进行检查，排除故障后重新安装；安装时四个螺母应对称压紧，以免 渗酸。1.2阴极检查：进酸前须用万用表检查阴极和阳极间是否短路， 若短路寻找原因、排除故障；进水、进酸后查看阴极密封处是否渗水或渗酸， 若有渗漏参照图4压紧水 侧密封压盖或酸侧密封压盖；1.3确保冷却器和恒电位仪间的信号电缆连接正确、可靠；1.4用假负载试验判断恒电位仪是否工作正常（假负载试验见恒电位仪说明书） 。2. 开车程序2.1将冷却水进、出口阀门打开，让冷却水通过冷却器；2.2通入常温93%浓硫酸或98%浓硫酸，并保持循环；2.3 一般情况开车调试过程：打开恒电位仪前门，“控制电源开关”置“开”，“显 示选择”置4档显示“控参电位设定值”按下控参电位设定按钮“增加”或“减小”，使“控参电位设定值”达到设定值（93%硫酸为+100mV, 98%硫酸为+200mV）；再将 “显示选择开关”置3档显示控参电位，记录该电位值（此电位值为未通电的自腐蚀电 位）；按下仪器前面板右上方的“电源”按钮， 30秒后输出电流，并且控参电位逐渐升 高最终达到“设定值”左右（一般上下波动在 0mV以内）。若“控参电位” 与“设 定值”相等，并“监参电位”处于-100+600mV区间，说明恒电位仪工作正常，设备 处于钝化状态，调试完毕；2.4特殊情况的调试过程：刚开车时，体系需要较大电流，如果恒电位仪满量程输 出电流（HD-A型恒电位仪为50A）仍不能使控参电位达到设定值，应按以下方法之一 进行调试。（该情况是刚开车的正常现象，并非仪器问题） 将“显示选择”开关置“4档显示“控参电位设定值”，间断按下仪器前门内的“控 参电位设定”按钮“减小”并观察电流表显示值和数显表显示值，直到电流可以持续输出（此时电流45A左右为宜）；停止调节“减小”按钮，观察电流值的变化。一般来讲， 随着时间的延长电流会逐渐减小，当电流慢慢减小到35A以内，便可间断按下仪器前门内的“控参电位设定” 按钮“增加”，使电流增加到45A左右。反复调节直至达到 预定值（93%硫酸为+100mV, 98%硫酸为+200mV）。将“显示选择”开关调到 3档显 示控参电位值，观察控参电位值是否与控参电位设定值相等 （一般上下波动在10mv以 内），若相等说明恒电位仪已经正常工作，调试完毕； 手动控制：打开仪器前门，将“手动切换开关”置“手动”，“显示选择开关”置3档显示控参电位。顺时针调节“手调”旋钮使电流输出达到45A左右并维持该状态，观察控参电位值、监参电位值，当其值大于 400mV时逆时针调节“手调”旋钮，以保 证在操作过程中控参、监参电位值小于“控参电位上限值”（600mV左右），当电流值小于15A，即可将“手动切换开关”置“自动”，并且逆时针将“手调”旋钮旋至最低， 30秒后有持续电流输出，控参电位值达到设定值（一般上下波动在10mv以内），说明仪器已正常工作，调试完毕。建议采用，若采用必须保证随时观察恒电位仪电流输出及控参电位变化，防止电位超出控参电位上限引起过钝化！四、日常操作及维护1. 采用敞开式系统循环水作为冷却水时，应酌情进行循环水水质稳定处理，详见附录1 ；2. 在运行过程中，必须确保水侧压力降不低于设计值，以保证冷却水的流速；3. 根据循环水水质情况，短期停车或大检修时应检查管内壁结垢情况。若产生垢层，可采用化学清洗（见附录 2），切忌用铁棒机械除垢，以免划伤换热管。若有杂物 或粘泥堵管，可用紫铜棒疏通后，再用高压水冲洗干净。一旦发现结垢，应在短期内安 排化学清洗，避免出现垢层太厚或堵死管子现象。否则，冷却器不能有效换热，化学清洗也很困难；4. 操作过程中，酸浓度的变化不得低于和高于设计浓度的 0.5%。当酸浓度低于设 计指标时，必须按图2给出的酸浓度与极限使用温度关系， 降低冷却器酸入口温度，以 防止冷却器在低浓度酸中因钝化膜破坏而导致损坏。也不能将吸收酸生产成发烟酸，否 则参比电极电位不稳定将导致恒电位仪工作故障；5. 若酸温由于工艺操作不正常而经常超过图 2中对应浓度下极限值时，应加大冷 却水流量，并打开酸旁路阀门进行调节，防止因温度长期过高导致换热管损坏；6. 出口酸温度低于设计值时，不得减少冷却水流量，应当打开酸进出口间的旁路 阀进行调节；7. 必须确保通过冷却器的酸速不高于设计值；8. 任何情况下，只要冷却器中充满浓硫酸，无论循环与否，恒电位仪均应处于开 启状态。若需排放硫酸，应先关闭恒电位仪，然后再排放硫酸；9. 需定期检查冷却器进出口水的 PH值；10. 若硫酸浓度过高，温度过低，其氧化性足以使冷却器的控参电位处于钝化区甚 至高于4档设定值，此时恒电位仪处于截止状态（电流输出为零），“故障报警灯”闪 烁，该情况属正常现象；11. 若循环水呈酸性，应判断是冷却器换热管泄漏还是循环水系统中其它设备泄漏 所致或水源被污染；12. 在维钝过程中，有时酸浓度和温度等工艺条件均很正常， 但恒电位状态不稳定， 电位忽高忽低，电流忽大忽小，“过流报警”灯闪烁。此时，应先调节 4档电位，使之 大于3档电位10mV，待电流和恒电位状态稳定后，再逐步调至欲控值，这样操作即可 排除此现象。造成此种现象的原因是4档电位与3档单位之差较大，所需启动电流太大 的的缘故；13. 设备正常运行后，阳极保护系统应有专人负责操作和维护，一旦出现故障或报 警，应及时分析排除，并与工艺、设备人员密切配合，认真记录工艺运行数据和阳极保 护操作参数（见附录4）。发现异常，可根据数据和现象分析判断系统是否正常，除此 之外，无需经常调节和更多的看管；14. 应尽量避免停电。若发生停电事故，应采用万用表监测保护电位的变化，电位不得低于-50mV （万用表红表笔接阳极信号，黑表笔接控制参比电极），否则冷却器有 活化的危险；15. 在定期检修时，应当打开阴极和参比电极罩，检查是否在密封处有漏酸或渗酸， 以便及时排除。五、停车操作1. 短期停车1.1 关闭酸进口阀门，然后关闭酸出口阀门，确保冷却器壳程充满浓硫酸；1.2 待浓硫酸温度降到30C以下后，关闭进、出口水阀；1.3 恒电位保持正常工作状态；1.4 停车结束后，打开水进、出口阀，通入冷却水；1.5 再打开酸进、出口阀，投入运行；1.6 冬天停车时，应按硫酸浓度与结晶温度的关系（图 3）调整硫酸浓度，防止硫 酸结晶。当此操作不能实现时，则必须关闭恒电位仪，排空冷却器中酸液，关闭全部阀 门。当气温低于0C停车时，必须排空管程冷却水，否则水结冰可能会导致换热管和管箱胀裂；1.7 大检修期间的停车，除检查或更换阴极、化学清洗及其它必要的维修需将硫酸排尽并暂停阳极保护外，一般按上述程序停车，阳极保护继续运行。设备排空期间，应严格防止进水（雨水或冲洗水）和吸潮，否则，残留酸液将被稀释，造成稀酸腐蚀；2. 长期停车（指在短期内不再使用的情况）2.1 关闭酸进出口阀门，待酸冷却后关闭恒电位仪，排空冷却器中酸液，停止冷却 水循环并排空；2.2 按附录3进行中和，然后用水清洗干净；2.3 用压缩空气吹干壳侧并用盲板封闭所有接管， 封闭密封点，存放至重新开车使 用；3. 阴极的检修及更换不论是干燥酸还是吸收酸冷却器的阴极，尽量利用停车的时机对阴极进行检查。检查及更换步骤如下：3.1排尽冷却器内硫酸；3.2拆卸阴极密封内压盖:（即酸侧密封压盖，见图 4）;3.3将阴极缓慢抽出（般不要用水冲洗，适当的扭动有利于阴极的抽出），检杳阴极表面腐蚀及聚四氟乙烯套管变形情况。3.4 若阴极腐蚀轻微，套管没有或轻微变形，则重新插入阴极；若腐蚀严重，套管管 孔处深度大于5mm,套管局部变形或鼓泡，则更换阴极；3.5 检查阴阳极间是否短路。4. 参比电极的检查4.1 参比电极为专用的特种合金，在浓硫酸中具有非常稳定的特性，可永久使用；4.2长期的生产运行会导致酸中的污垢在参比电极表面结成酸泥， 建议在系统停车 检修时进行检查，如果出现上述现象，可以先将电极表面污泥洗净，再用砂纸稍加打磨 即可使用（参比电极装卸的注意事项可参看图 5）。六、冷却器维修1. 操作过程中泄漏检查1.1 一旦发现泄漏，冷却器必须立即停止使用，否则会加剧泄漏管附近换热管及管 板的腐蚀；1.2 若酸侧压力大于水侧压力，出口冷却水如呈明显酸性，经确认PH计工作正常， 且进口冷却水为中性，说明有换热管泄漏；1.3若酸侧压力小于水侧压力，关小冷却水进口阀门，使水侧压力小于酸侧压力，按1.2条判断。但检漏时间应小于半小时，否则易造成水侧结垢；1.4 若经论证确有换热管漏酸，则必须立即将管程水排净，然后打开两端水箱平盖 或水箱（注意：不可碰弯阴极引出管）。用棉纱擦干管板，检查泄漏部位，并标出泄漏 管的位置。2. 泄漏换热管维修2.1关闭酸进、出口阀门，排空冷却器中酸液；2.2用清水冲洗泄漏换热管口及其附近，使泄漏换热管口呈中性（ PH值大于7） 后用干净抹布擦干；2.3在封堵泄漏换热管前，可考虑在典型位置抽取一根或数根泄漏换热管及未泄漏 的换热管进行观察，有助于判别事故原因。抽管时应选用低速钻，钻头直径不超过19mm；2.4 用氧-乙炔火焰将泄露管口及其附近烤干；2.5用材质为316L堵头（见堵头示意图）堵死泄露的管子，堵头后端面应低于管 板面1.02.0伽，并用钨极氩弧焊或用直流焊机施焊；2.6采用氩弧焊补焊时，必须用25-22-2焊丝；若用直流焊机施焊，设备接阳极， 其焊条必须是合格的 25-22-2焊条或进口 BM310MO-L、E316L或相当于316L的国产A022焊条，焊前应烘烤焊条，烘烤温度为240260C,保温1小时。若采用直径为?2.5 伽的焊条，电流调节为7080A;若采用直径为?3.2伽的焊条，电流调节为90100A；2.7焊接时应先封焊堵头与管板的缝隙，然后按圆形将整个堵头堆焊上，焊完后用 肉眼观察，焊缝中不得有夹渣和气孔存在，焊接时注意不要熔伤临近的其它管口， 使电 弧电压尽可能低；2.8用酸循环进行试漏，如果堆焊焊缝上存在漏点，应再次重复以上五个步骤；2.9若泄漏部位出现在换热管管头与管板连接处，并且已在管板上造成蚀孔，则必须用机械方法打磨泄漏区域，再行钨极氩弧焊或手工电弧焊补焊；2.10所有泄漏点堵焊完成后，应用“ 2kgf/cm2气压试验”检漏；2.11不得采用其它牌号焊条，否则将影响管口的耐腐蚀性能，导致设备多次泄漏；2.12确认无泄漏后，封上两端平盖或装上水箱，按第三节开车。16mm 12mm20mm堵头示意图（仅限于19.05 X 1.5的换热管）七、故障分析及排除阳极保护浓硫酸冷却器主要由三部分组成：冷却器本体、恒电位仪、两者之间的信 号线和电缆。仪器工作不正常发出声光报警时，要逐一分析是哪部分出现问题。其中， 对于恒电位仪，可用假负载试验的办法来判断仪器是否良好 （假负载试验的程序步骤见 恒电位仪说明书）；如怀疑冷却器本体或信号电缆的问题， 须用万用表进行测量来判断。 现场比较常见的现象及处理方法见附录 5。八、阳极保护浓硫酸冷却器操作注意事项1. 定时记录阳极保护数据，出现异常通知仪表、维修人员（见附录4）;2. 定时记录冷却器水入口、水出口 PH值，出现变化时需查明是否冷却器漏酸（见 第10页）；3. 若冷却器置于塔后，则在塔出口与冷却器酸入口间增加滤网或 U型管，以免塔 内瓷环落到冷却器内，造成阻力降增大；4. 任何情况下，不得以减少水量调节冷却器酸出口温度，可通过冷却器酸入、出口间设置的短路阀门调节（如冬天酸温低或刚开车情况）；水量减少可带来如下问题：水速过慢导致结垢；Cl-集聚产生孔蚀；换热效率下降；换热管壁温升高，腐 蚀加剧（见第9、10页）；5. 严禁酸温过高，避免对冷却器的腐蚀，（见第27页如图2所示，酸浓与酸温有 对应关系），98%2SQ使用温度w 100C, 93% HSQ使用温度w 70C （见第9页）；6. 硫酸浓度要求：92% HSQ浓度w 100%硫酸浓度 100%影响参比电极，硫酸 浓度w 92%将导致冷却器严重腐蚀；7. 结晶问题：冬天检修停车必须将水、酸排净，否则会因硫酸结晶或水结冰而胀裂换热管，98%HSQ于4C左右结晶，93%2SQ于-30 C左右结晶，水0C结冰（见第27 页如图3所示）；8. 每年打开水箱，观察结垢情况，换热效果不好需检查水量是否达到设计要求、水侧是否结垢，若结垢严重，需清洗（见附录2）；清洗必须与我院联系，我院将指导进行清洗，在我院未授权的情况下不得请第三方清洗设备，以免损坏冷却器；9. 长期停车后冷却器的保养：（见第11页）；10. 阴极检查：检查或更换及阴极（或参比电极）时，必须将冷却器中的酸排净； 每年必须抽出阴极，检查阴极棒腐蚀情况及阴极套管是否溶胀，检查完毕并清洁密封 面后，安装阴极（见第11页）；11. 循环水中氯根Cl- w 100ppm（见附录1）。第三章阳极保护浓硫酸分酸器操作手册、操作特性1阳极保护分酸器电气原理图（见图 9）。2阳极保护控制指标（相对参比电极电位）。设备名称 控制指标（mV93%硫酸分酸器98%硫酸分酸器控参电位设定值5000500 0监参电位范围-100 +700-100 +700高限报警 +700 +700低限报警V -100V-100二、安装1. 设备安装应按施工图纸在供方技术人员指导下进行；2. 电气部分的安装2.1恒电位仪的放置：分酸器一般选择 HD-AK型恒电位仪；恒电位仪应选择放置 在无尘、防潮、无腐蚀性气体、无大功率电场干扰的环境中；并在仪器底部配角钢底座， 底座高度以10cm为宜，并预留10cmX5cm的缺口走线缆，所有线缆从恒电位仪底部进 入恒电位仪；恒电位仪到分酸器的布线距离需不大于 50m；2.2主酸管、分酸支管、分酸槽均是须要保护的阳极，应电连接为一整体。如：可 将一段不锈钢条两端分别焊接在主酸管、分酸槽上；2.3阳极接线板焊接在主酸管露在塔外的端部，从接线板上连接一根电缆 （1 x10mm2）和一根屏蔽信号线（RVVP* 1mm2）分别到恒电位仪的“阳极”和“阳信” 接线柱上；该信号线在阳极接线板端，芯线和屏蔽层绞在一起连接在接线板上，在恒电位仪端，“阳信”接线柱有两个端子，其中有接地符号的端子连接屏蔽层，另外一个端 子接芯线；2.4分酸器阴极分为两部分，分别是主酸管塔内点状阴极，以不锈钢条连接，实现 并联；各分酸槽内阴极两侧端部分别以不锈钢条连接，实现并联；2.5主酸管点状阴极并联后由不锈钢棒引至塔外，采用电缆（1X10mm2）连接到恒 电位仪“主酸管阴极”接线柱上；分酸槽内阴极并联后也由不锈钢棒引至塔外，从塔外 的接线端上连接一根电缆（1x10mm2）和一根屏蔽信号线（RVVP* 1mm2）分别到恒电 位仪的“槽阴极”和“阴信”接线柱上；该信号线在塔外接线端，只连接芯线，屏蔽层 悬空并绝缘包扎，在恒电位仪端，“阴信”接线柱有两个端子，其中有接地符号的端子 连接屏蔽层，另外一个端子接芯线；2.6分酸器共设置三支参比电极，主酸管在塔外部分设置一支作为监测参比电极； 分酸槽内设置两支，其中较长的一支作为控制参比电极，较短的一支用作液位参比电极。 三支参比电极分别单独连接信号线至恒电位仪“监参”、“控参”和“液位参比”接线柱 上;此三条信号线在参比电极端，只连接芯线，屏蔽层悬空并绝缘包扎；在恒电位仪端， 屏蔽层接在有接地符号的端子上，芯线接另外一个端子；2.7塔内参比电极接线点必须采用与之结构相应的密封管加以密封，确保接线点不 会遭受腐蚀，接线点受到腐蚀会造成信号失真；2.8塔内线缆在出塔处以法兰配合氟橡胶垫圈加以密封；2.9塔外连线接头处必须采用电工绝缘塑料带缠绕包扎，保证防潮和绝缘。电缆的 敷设应按有关电工规范采用电缆桥架或穿管架空方式。三、运行调试1. 开车前准备工作1.1阳极检查：主酸管与分酸槽都是阳极，确保主酸管和分酸槽短接在一起，可焊接不锈钢条进行短接；1.2参比电极检查：安装时检查参比电极，确保参比电极完好无损后进行安装，安 装完成后用万用表检测，确保参比电极与阳极（主酸管）绝缘；1.3阴极检查：分酸器阴极包括主酸管阴极和分酸槽阴极两部分。主酸管阴极一般 有38支并联在一起，在安装时确保每一支阴极与阳极（主酸管）绝缘，连接完成后 再次用万用表检测，保证各阴极之间都已连接完好并与阳极（主酸管）绝缘；分酸槽阴极有2组，每一组有49根阴极并联，在安装时用万用表检测，确保每一组阴极连接 完好并与阳极（分酸槽）绝缘；1.4线路检查：按照上面电气部分安装进行布线后，检查确认所有电线、电缆，保证接线方式正确无误；1.5恒电位仪检查：按照恒电位仪假负载试验程序（见恒电位仪说明书）进行假负 载试验，确保恒电位仪能正常工作；2. 开车程序2.1开启酸泵：开启酸泵，在确保浓硫酸进入分酸槽后进行下步操作；2.2开启恒电位仪：依照恒电位仪使用说明书开启恒电位仪，调整“设定值”（保护电位设定值）为5000mV 。四、日常操作和维护1. 正常生产过程中，每隔一小时记录一次恒电位仪数据及工艺情况，数据记录方式 可参照附录4 （数据记录表），数据务必准时、准确；以便出现异常情况后分析原因， 及时排除故障；2. 如果恒电位仪出现异常，请参照附录5常见故障分析与处理；女口仍不能解决问题， 请及时与厂家取得联系；3. 如果电极基座与主酸管管壁间的焊缝处发生泄露，应首先关停酸泵，必须待管中 酸排净，取出电极，然后对焊缝处进行清理，再进行补焊；4. 如果“液位参比”（监参2）数值接近+2000mV或-2000mV可能是由于分酸槽中液 位过低导致的，可检查酸流量是否较低或酸泵工作是否异常。五、停车操作1. 停车时，先关闭恒电位仪，再关闭酸泵；2. 停车期间，尽可能保持干燥塔、吸收塔封闭，以避免浓硫酸吸水稀释，腐蚀设备。六、常见故障分析阳极保护分酸器主要由三部分组成： 分酸器本体、恒电位仪、两者之间的信号线和 电缆。仪器发出声光报警工作不正常时， 要逐一分析是哪部分出现问题。 其中，恒电位 仪可用假负载的办法来判断仪器是否良好（假负载的程序步骤见恒电位仪说明书） ；如 怀疑分酸器本体或信号电缆的问题，需用万用表进行测量来判断，现场比较常见的现象 及处理方法见附录5。第四章阳极保护浓硫酸管道操作手册、操作特性1. 阳极保护管道电气原理图（图8）。2. 阳极保护控制指标 （相对参比电极电位）。设备名称 控制指标（mV93%硫酸管道98%硫酸管道控参电位设定值50 100150 200监参电位范围-100 +600-100 +600高限报警 +600 +600低限报警V -100V-100二、安装1. 电极基座的安装可与管道的现场安装同时进行，即按照图纸在管道上开孔并焊接 基座和线槽支撑角钢，然后进行管道安装；也可在管道安装完毕后再进行开孔及焊接。管道开孔方式、位置及支撑角钢焊接位置见相应图纸，开孔后需焊接电极基座，焊缝必须符合图纸上的焊接要求。如果出现图纸标注的开孔位置与其它设施冲突不便于电极安 装，开孔位置可向两侧平移，但平移距离不得超过300mm2. 安装电极时，务必仔细清理电极基座的密封面， 可用棉布进行擦拭，避免密封面 上的残渣影响密封效果；装压紧螺栓时不要过度用力，避免电极上包覆的聚四氟乙烯密 封结构被严重挤压变形；3. 电气部分安装应在管道、阴极、监测电极安装全部完成后进行。恒电位仪的放置： 阳极保护管道一般选择 HD-FZ型（主机）和HD-FC型（从机）恒电位仪，主机和从机 配合使用，一台主机最多可带8台从机；恒电位仪应选择放置在无尘、防潮、 无腐蚀性 气体、无强电场干扰的环境中；主机卧式，从机为立式，可壁挂；从机到管道的布线距 离不得大于50m；主机到从机的布线距离不大于1500 m；4. 在管道本体上，选择该段管道长度的中间位置焊接一块阳极接线板， 从接线板上 连接一根电缆（BVRX 10mm2）和一根屏蔽信号线（RVVP* 1mm2）分别到从机的“阳 极”和“阳信”接线柱上；接线板端，信号线的屏蔽层和芯线并在一起连接到接线板上，从机端，芯线接对应端子，屏蔽层连接在接地端子上；把所用阴极用一根电缆(BVR1x10mm2)进行并联，选择一支位于该段管道长度的中间位置的阴极，从该阴极上连接一根电缆(BVRX 10mm2)和一根屏蔽信号线(RVVPX 1mm2)分别到从机的“阴极” 和“阴信”接线柱上，该信号线在阴极端，屏蔽层悬空并绝缘包扎，在从机端，芯线接 对应端子，屏蔽层连接在接地端子上；从控参电极和监参电极分别连接一根信号线到从 机的“控参”和“监参”接线柱上，在电极端，信号线屏蔽层悬空并绝缘包扎，从机端, 屏蔽层接地；5. 连线接头处必须采用电工绝缘塑料带缠绕包扎，保证防潮和绝缘。电缆的敷设应按有关电工规范采用电缆桥架或穿管架空方式。三、运行调试1. 开车前准备工作1.1参比电极和阴极检查：安装时检查参比电极和阴极，确保参比电极和阴极完好无损后进行安装，安装完成后用万用表检测，确保参比电极和阴极与管道绝缘；1.2线路检查：检查所有电线、电缆，保证接线方式正确无误；1.3恒电位仪检查：对恒电位仪进行假负载试验(按恒电位仪说明进行)，确保恒电 位仪能正常工作。2. 开车程序2.1开启酸泵：开启酸泵后，在确保浓硫酸进入所有管道后进行下步操作；2.2开启恒电位仪：依照恒电位仪使用说明书开启恒电位仪，按照上述阳极保护控制指标调整“设定值”(保护电位设定值)，然后启动电源回路，输出阳极电流。四、日常操作和维护1. 正常生产过程中，每隔一小时观察一次，并记录数据，数据记录方式可参照附录4 (数据记录表)，数据务必准时、准确；以便出现异常情况后分析原因，及时排除故障；2. 如果电极基座与管壁间的焊缝处发生泄露，应首先关停酸泵，必须待管道中酸排空，取出电极，然后再进行补焊。五、停车操作1停车时，先关闭恒电位仪，再关闭酸泵；2.长期停车时，如果管口有阀门，应关闭阀门，否则管道中残余浓硫酸会吸收空气 中水分变成稀酸强烈腐蚀管道内壁；如果没有阀门，应采取一定措施，临时封堵管口。六、常见故障分析阳极保护浓硫酸管道主要由三部分组成：管道本体、恒电位仪、两者之间的信号线 和电缆。仪器发出声光报警工作不正常时， 要逐一分析是哪部分出现问题。 其中，恒电 位仪可用假负载的办法来判断仪器是否良好（假负载的程序步骤见恒电位仪说明书） ； 如怀疑是管道本体或线缆的问题，需用万用表进行测量来判断，现场比较常见的现象及 处理方法见附录5。.附录1循环冷却水水质标准及循环冷却水处理序号项目单位水质标准1浊度mg/l根据生产用水要求确定，一般不应大于20；当换热器的型式为板式、翅片管式和螺旋板式等时，不宜大于102含盐量mg/l投加缓蚀剂时，一般不宜大于25003总硬度mg-N/I投加阻垢、分散剂时，应根据所投加药剂的品种、配方及工况条件确定。一般不宜超过 154碳酸盐硬度mg-N/I1. 不投加阻垢、分散剂，在一般水质条件下不宜大于32. 投加阻垢、分散剂时，应根据所投加的药剂的品种配方及工况条件确定。一般可控制在6-9范围内5钙 Ca2+mg-N/I投加阻垢、分散剂时，应根据所投加的药剂的品种、配方及工况 条件确定。一般情况低限不宜小于 2 （从缓蚀角度要求），高限不 宜大于10 （从阻垢角度要求）6镁 Mg2+mg/I2+2+不宜大于5，并按Mg SiO2|SiO2（以 SiO2 计） 1500013游离性余氯CI2mg/I宜控制在0.5-1范围内14油mg/I不应大于515PH值投加阻垢、缓蚀剂时，一般应大于6.5,小于916氟Fmg/I对不锈钢设备的循环冷却水中不大于10（指含铬镍钛（钼）等合金的不锈钢）1. 敝开式循环冷却水系统的水质标准应根据换热设备的结构形式、材质、工况条件、 用水方式、对污垢热阻值和腐蚀率的要求及水质污染等情况综合考虑确定，可按表中的限值确定；阳极保护浓硫酸冷却器的结构为固定管板管壳式，酸走壳程，水走管程。循环冷却 水的补充水可采用河水、江水、井水、自来水，要求 CIv100ppm。2. 循环冷却水处理设计方案的选择，应根据工艺对阻垢、缓蚀和菌藻等控制效果的要求，结合下列因素通过技术经济比较后确定；冷却水的水质标准；水源可供的水量及其水质；设计的浓缩倍数（对敝开式系统）； 选用的冷却水处理方法及所要求的控制条件；旁流水和补充水的处理方法； 药剂对环境的影响。3. 阳极保护管壳式冷却器的换热管采用的材质为316L不锈钢，碳钢水箱内涂防水涂料，在循环水的CI-浓度小于300ppm的情况下，水侧腐蚀轻微，可不考虑水侧的缓 蚀问题。而工业循环水主要问题是硬度高、 菌藻和泥砂等杂质含量大，需要投加阻垢分 散剂和杀菌灭藻剂，以防止结垢和菌藻滋生形成粘泥，从而提高传热效率；由于各厂水质差异较大，我们只能给出一种较为方便常用的药剂配方，供参考。商 品药剂由用户购买，我院可供货。a .循环水必须定期或连续排污及连续补加新鲜水。以保证CI-浓度、硬度和浊度在 要求范围内。一般浓缩倍数应小于 3；b. 阻垢剂为聚内烯酸钠1ppm+HEDP （羟基乙叉二膦酸盐）3ppm （连续投加）；c杀菌灭藻剂为新洁尔灭50ppm（间隙投加），绝不能用含氯的杀生剂杀菌灭藻（如 漂白粉或CI2）。附录2 化学清洗硫酸冷却器运行一段时间后，若酸出口温度长时间偏高（与进口温度接近） ，达不 到工艺要求，在排除其他原因的情况下，可考虑在每年的大检修期间，对管内垢层进行 清洗，以恢复冷却器的传热效率。1. 清洗液配方 Lan826多用高效酸洗缓蚀剂，使用浓度 0.25%; 硝酸，使用浓度810%，严禁用盐酸； CIv100ppm的清洁水； 常温。2. 清洗液配制方法加入计量的水-加入推荐量的Lan826缓蚀剂搅拌均匀一加入计量的酸液搅拌均匀。3. 循环清洗所用设备 清洗液箱（或称酸槽、酸箱）应有足够的容积，箱底应设有排污底阀，以便能 顺利地排出沉渣； 清洗泵：清洗泵应耐蚀，泵扬程应高于被清洗设备高度，泵流量应保证清洗液有一定的流速；若垢层薄，清洗时间短可用普通离心泵代替耐腐蚀泵； 阀 门：清洗系统内的阀门应灵活、严密、耐腐蚀； 管道：一般采用耐酸软胶管。4. 清洗程序 将已配制好的清洗液搅拌均匀待用； 按图10所示依次连接酸槽酸泵冷却器水入口 冷却器水出口 酸槽； 关闭循环系统以外的所有阀门，打开循环系统的所有阀门，启动酸泵，进行循 环酸洗； 酸洗过程中，每隔30分钟测定酸浓度一次。若酸浓度降到 4%以下，下降速度 还很快，则考虑先补充缓蚀剂，后补充酸液，继续清洗。若酸浓度趋于稳定时，表明垢 层清洗完毕； 清洗完毕后由排污口排掉全部清洗液，用清水冲净管程，直至PH值显示中性为止，排尽积水； 若清洗后不立即投入使用，应使用压缩空气将冷却器吹干。5 、酸洗终点的判断酸洗终点判断得是否准确，是决定设备酸洗效果的关键。酸洗终点，可由下列指标 的变化来判断： 酸的浓度趋于稳定不变； 基本上已无二氧化碳气泡产生。备注：多用酸洗缓蚀剂Lan826,是我院独有技术之一，荣获国家科委三等发明奖， 在国内外均处于领先地位。另外，我院还拥有多种专用的液体或固体清洗缓蚀剂及水质 稳定剂。欢迎垂询或索取资料。附录3 中和在冷却器的检查或维修过程中，如果需要除去残留在壳程的硫酸溶液，不能直接用水冲洗。因为，用水冲洗可能会造成严重的稀酸腐蚀。 故必须先采用中和的方法，以降 低腐蚀速度。1 、中和介质有两种：a . 20%NCO溶液，其中C100ppm；b . 2%NaOH 溶液，其中Cl-100ppm；2 、中和程序a. 将计算所需纯碱或烧碱称好放入中和槽中，加水溶解,配成所需浓度；b. 按图11所示依次连接中和槽泵冷却器酸进口冷却器酸出口中和槽；c. 开泵将冷却器壳程充满碱液，循环 24小时，放尽碱液；d. 用大量清水冲洗，直至 PH值显示中性为止。冲洗时应注意，须打开排酸口接 管、阴极酸侧密封压盖，防止这些死角残存碱液；e. 排尽积水。附录4数据记录阳极保护不锈钢浓硫酸冷却器运行记录时间干燥酸冷却器吸收酸冷却器日时酸浓(%)酸温C)水温(C)电流(A)输出电压(V)给定(mV)保护(mV)监参(mV)酸浓(%)酸温(C)水温(C)电流(a )给定(mV)保护(mV)监参(mV)进出进出进出进出注：请使用厂家按照本单位的实际情况对上表进行增减附录5常见故障分析与处理下表列举了一些阳极保护浓硫酸设备在运行过程中常见的异常现象及处理方法； 时也欢迎您发现问题后及时与我们取得联系，希望您能够提供准确的工艺参数（酸温、 酸浓等）和阳极保护参数（包括控参电位、监参电位、电流及电压），以便我们准确、及时地为您解决问题。现象伴随现象原因处理方法控参、监参电位很低或为负值， 甚至恒电位仪下限报警无电流、电压输出极化电源开关没有按下按下仪器面板上的极化电源开关“自动 手动”开关选择不正确或接触不良选择自动档位，来回拨动自动手动开关数下或断电后用万用表测量此开关的通断控制主板性能不良或损坏做假负载试验，如控参电位与设定值不一致，更换主板输出电压很高（20V左右）无电流 故障灯报警设备中没有酸，无法形成电流回路检查设备中是否有酸，给设备通酸阴、阳极之间开路检查阴、阳极接线点或电缆是否开路大电流门限电流报警控参电位等于设定值设备正处于钝化过程中如果电流逐渐减小则无需处理，属正常现象；如 果电流不减小，则降低设定值，待电流减小并维 持一段时间后，逐渐提高设定值工艺参数不稳（酸温升高或酸浓 降低都会使电流增大）调整工艺参数（酸温、酸浓、流量、循环水量）换热管结垢以致酸温高查看酸冷器进、出口水温，如果比较接近，则有可能酸冷器结垢，酸冷器需清洗高输出电压且控参电位低于设定值酸浓低或酸温高导致设备活化降低设定值，待控参电位与设定值一致且电流减小并维持一段时间后，逐渐升高设定值控制参比电极性能不良、与阳极短路或密封处漏酸，导致控参电位是虚假信号检查、更换控制参比电极无输出电压阴、阳极之间短路检查阴、阳极电缆和设备阴、阳极，排除短路监参电位偏咼或偏低控参电位等于设定值，且监参电位处于-100mV （下限）600mV （上限）之间监测电位与电位上下限差值较大无需处理，属正 常现象；若差值较小，例如已低至-50mV或高至 + 550mV，则关闭恒电位仪，在仪器后端调换控 参和监参信号线，重新开启恒电位仪，有助改善 该现象正常使用一段时间后出现此现象阴极套管胀裂，绝缘性变差导致控参电极和监参