阳极保护酸冷器是硫酸厂重要设备，昌晖仪表工程师在本文分享酸冷器的酸侧、水侧的使用限制及阳极保护酸冷器日常使用及维护的经验，干货技术文章，值得硫酸厂技术人员大家收藏。

一、阳极保护酸冷器酸侧注意事项
1、酸浓和酸温的限制

阳极保护必须要在一定的温度限制范围内才能正常工作，这样不锈钢才可用于硫酸工业而不会腐蚀，因此，在运行期间要确立一个安全工作温度，此温度值不应超出设计温度的范围。最高工作酸温应取决于酸浓，较低酸浓应该对应较低酸温。允许达到的酸温和其对应的酸浓的关系见图1。

注1：在第一次开车时或者停车检修之后，若干燥酸酸浓小于93%(用超声波酸浓表测量)或一、二吸收酸浓小于98%(用酸浓表测量)是不可能自钝化的。
注2：为了使阳极保护设备、管道保持在上述表达的安全区域中，如果酸浓度降低，则相应酸温也要降低以确保酸冷器工作在上述安全区域。因此，尽可能将酸浓提高到规定的浓度之上。

在运行过程中若发现酸浓度有所下降，则酸温也要相应降低，不要让酸冷却器(分酸器、管道也相同)工作在图1所示斜线以上的非阴影区域。除了设备在设计时设计成91%酸以外，在其他任何情况下决不允许酸浓低于91%。

2、酸浓降低的起因及后果
假如酸浓降低的话，那么在酸冷器接触酸液的金属表面很难建立起一层钝化膜，实际上就建立不起来。如果在这种情况下继续运行的话，不但对酸冷器而且对与之相连的泵和管道都极易造成腐蚀而失效。
除生产工艺波动外，造成酸浓降低的原因可能有如下几个：
①在系统停车时由于酸管道的阀门在打开位置而产生稀释；
②装置由于吸收湿气而使得循环酸稀释；
③在水压大于酸压时，因换热管发生泄漏而使得冷却水流到了循环酸中；
④在检修时，酸冷器中的酸液虽已排出，但进出酸口接管法兰处敞口，壳体暴露于空气当中，大量的湿气会使得酸冷器中残留的酸被稀释而增加腐蚀速度。因此，当酸冷器内酸液排空时，排污口、进出酸口接管法兰处要用塑料把它包起来以使酸冷却器里面空气湿度降到最低，或者用大量的水反复冲洗壳程，直到冲出的水的PH值显中性。
⑤在停车期间，稀酸液从塔内沿管道流入到酸冷器中。

3、停车时，对酸冷器应做的准备
短时间停车时，与排空酸冷器中的酸液相比，用98%的酸注入酸冷却器壳程使得酸液完全充满更可取，仅仅是为了检修酸冷器时才会排空酸冷器中的酸液。检修后，应该用98%的酸重新注入酸冷器致钝并开始循环。
如果在停车期间环境温度足以使98%的酸（凝固点-4℃）处于凝固的危险状态时，应该用96%（凝固点-13℃）或93%的酸（凝固点-33℃）将酸冷器完全充满。长时间停车必须排空酸冷器中的酸液。

4、检修其他设备时酸冷器完全排空或者与管道断开 当除酸冷器之外的设备、管线要进行检修、清洗或者进行水压试验时，要确保因检修、清洗或水压试验而遗留下的稀酸液及水不能进入酸冷器，酸冷器应完全排空或者与管道断开。

5、在任何情况下都不能让稀酸、水或中性溶液残留在酸冷器中

二、阳极保护酸冷器水侧注意事项
1、循环水量、水速
①酸冷器中水侧（即换热管内）的流速一般都比酸速设计的高，因为高的水速可使形成水垢的倾向降到最小化，还能使得管壁温度尽可能的低，所以，在系统运行过程中必须保证充足的水量。
②检查酸冷器中循环水量的方式之一是测量水侧压降。若此压降不高于该台设备设计参数中的压降，表明水流道通畅且水量充足。另外一个方法就是如果酸冷器出口酸温明显升高，说明换热管内部有垢或者堵塞，冷却水流动不畅。
③当循环水量减少了10%时即视为故障，应该及时处理。

2、水的过滤和处理
①在循环冷却水流动过程中，经常会有一些固体悬浮物、藻类、泥沙及其它杂质出现，这些物质会使得一些换热管内壁部分或完全堵塞。如果发生这种情况，换热管里面的水因为不流动而温度升高，在某些情况下可能会达到沸点，这种状况会导致换热管因应力腐蚀而开裂，最终可能导致整台设备因换热管开裂而腐蚀损失，因此，一定要避免换热管堵塞。
②根据污垢层沉积的机理，污垢可分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢和凝固污垢。酸冷器的结垢主要有结晶污垢和生物污垢，结晶结垢在管内会形成碳酸垢、硫酸垢和二氧化硅结垢层；生物污垢指微生物污垢，会产生粘泥，粘泥又为生物污垢的繁殖提供了条件，在适宜的温度条件下，生物污垢会形成一定厚度的污垢层。由于管壁温度偏高、水中钙镁离子浓度偏高及管内水流速度偏低时，水垢就会形成。
③水垢的清除有两种方法，即物理方法和化学方法，国内目前的物理清洗主要用高压水冲洗，但由于其需要专用设备，清洗费用较高，不太适合硫酸厂使用。化学的方法主要有不停车清洗和停车化学清洗两种。 “阳极保护专用运行阻垢除垢剂”能在不停车下的情况下有效清除水垢并阻止水垢的形成。停车检修时可采用化学清洗的方法清除水垢，由于酸冷器采用不锈钢材质，氯离子Cl-会在奥氏体不锈钢表面产生孔蚀，因此严格禁止用HCl或含有Cl-的清洗剂进行清洗；H2SO4会与水中的Ca2+、Mg2+形成极难溶解的CaSO4和MgSO4，也不推荐采用硫酸清洗；硝酸清洗原料易得，专用的酸洗缓蚀剂技术成熟，费用不高，对于结垢较薄的垢层可通过清洗液循环的方法在几个小时内清除管内的水垢，所以，对于酸冷器宜采用硝酸酸洗技术（阳极保护专用缓蚀剂+硝酸）。管内壁结垢如超过1mm时属重度结垢，可以采用浸泡加循环复合清洗技术，清洗的时间也需相应延长。
④藻类堵塞换热管的现象常发生在南方地区，尤其在夏季气温高时，经玻璃钢冷却塔冷却的循环水温高于30℃时，适合各种藻类繁殖。在水池内壁会出现绿色黏附物，有时它的繁殖速度很快，如果不及时处理，藻类会黏附在换热器的管箱及换热管内壁，使流道冷却水量变小，降低酸冷器的换热效率。此时，可以使用 “阳极保护酸冷器专用杀菌灭藻剂”，几天内即可清除各种藻类且成本低廉。
⑤在所有的冷却水循环系统中，都要求有完善的过滤设备以避免换热管堵塞，所采用的过滤器必须确保在任何运行时间内都有充足的水流过。任何一个过滤器的筛目大小都要小于酸冷器内换热管的内径，以便让一些小的杂质能通过换热管。

3、冷却水的PH值
①为什么要监测PH值，有如下理由：
a、若冷却水在重复循环(如在冷却塔中)，如果有酸性气体进入到冷却塔里的水中，会使水中的PH值降低，此时可以通过监测水的PH值发现问题所在。
b、如果换热管泄漏(尤其是在酸压大于水压时)，循环冷却水的PH值肯定会降低，通过监测循环水的PH值可以及时判断出换热管已经泄漏，此时应立即停车，这样可避免因换热管泄漏而损坏整台酸冷器及系统中的其他设备和管线。
c、如错将酸管接到水管上，通过测量PH值可以马上发现，避免呈酸性的冷却水使酸冷器的换热管和管箱及系统中的其他设备和管线腐蚀。
②冷却水PH值的检查方法可以采用以下几种方式：
a、冷却水侧安装PH计或者漏酸报警器(强烈推荐)。
b、管箱上安装取样管监测(可以采用)。
c、循环水槽取样检查监测(不建议采用)。
③进入每台酸冷器的循环冷却水应单独布管，不推荐采用串水的方式，因为几台酸冷器的循环水如串水，一旦发生泄漏将很难判断到底是哪一台酸冷器发生了泄露。
④冷却水PH值的监测点要尽可能靠近酸冷器，最好在酸冷器出水口侧管道或者管箱上，大量的经验表明，仅从冷却塔取样化验循环水中的PH值是很难判断引起水中PH降低的根源的。

4、冷却水的氯离子（CL-）含量
①不锈耐酸钢最大的天敌就是氯离子，因此要严格控制循环冷却水及补充水中氯离子的含量≤50ppm，浓缩后的冷却水中氯离子的含量≤100ppm。
②对于阳极保护酸冷器，绝对不能使用钠离子交换器的出水作为其冷却用水，因为其中富含氯离子。
③不允许使用海水作为阳极保护酸冷器冷却水的水源，设置有水过滤或者澄清（或沉降）池的设施旁不得存贮含有氯离子的物质。

5、冷却水出口水温 除软化水外，酸冷器的冷却水出口温度应低于45℃以防止结垢。因为结垢严重时，垢下氯离子易富集，极易发生垢下氯离子腐蚀，造成换热管的应力腐蚀及点蚀，从而造成酸冷器的失效。

6、防止酸冷器受冻
系统长时间停车，在环境温度低的情况下，若酸冷器水侧的水没有排放干净，极易发生凝固结冻的现象，此时可采用在酸冷器水侧注入蒸汽的方法来处理。绝对不允许在酸冷器结冻的情况下继续运行设备，也不允许采用盲死水侧而采用在酸冷器壳体外浇水强制冷却的方法使用设备。警告：一定要采取措施避免酸冷器内部凝固。

三、阳极保护酸冷器日常维护与操作
1、因本控制系统为微电脑自动控制系统，所以在第一次开车调整完成、运行正常后无需任何操作。
2、必须建立定时检查记录制度，每1小时记录一次，记录内容至少有：电流、控参电位、监参电位、输出电压及相应的酸浓、酸温、水的出口温度。
3、须设专职的阳极保护酸冷器技术人员1-2名，负责处理运行过程中出现的工艺波动、短期停车、突然停电等各种问题。
4、把水侧阀门开到最大，若冷却后酸温过低，应通过酸侧进、出口管之间的旁路来调节，不允许用调节冷却水量大小的方法来调节酸温。
5、操作人员必须保证酸浓的相对稳定。如干燥酸为93%酸，控制酸浓在93%±0.5%，如干燥酸为98%酸，控制酸浓在98%±0.5%；吸收酸控制在98%±1.0%范围内。严禁使用发烟酸或低于91%的硫酸，否则将破坏参比电极表面状态，使基准电位波动很大，从而导致控制系统失控。一旦出现这种情况应关闭仪器，待酸浓度恢复正常后，检查参比电极表面状态，如完好，则重新启动。
6、须保证冷却水量，注意冷却水的水温，并及时补充新水。若出现电流突然增大或仪器失控等异常现象时，应立即检查酸浓、酸温是否发生变化，若酸浓下降或酸温升高，此时要查看酸浓的数值，如酸浓是在设计范围内的有限下降，电流增大是正常的，此时应提高酸浓，降低酸温；如生产工艺正常而酸浓下降很多，则可以判断此时酸冷器已经泄漏，要按照本手册提及的维修方法进行检修；若酸浓、酸温没有发生变化，而电流突然增大，可能是仪器失控，此时应及时通知技术人员尽快处理。
7、每班定期定时检查是否漏酸，至少每一小时检查一次冷却水的PH值。
8、运行过程中，由于暂时检修或突然停电等各种原因造成仪器暂时停止工作时，其停用时间不得超过3小时。
9、不涉及酸冷器的短期停车时，在保证硫酸充满酸冷器且酸浓度大于93％的情况下，不必关闭仪器；若需排空酸冷器中的酸时，需先关闭从机电源。重新开车时，当确认酸冷器中充满大于98%的浓硫酸后再打开从机电源。若长期停车(超过三天)，应先关闭仪器电源，然后再把酸冷器里的酸排空。之后，再用大量的水反复冲洗壳程，直到冲出的水的PH值显中性即可。
10、酸冷器运行过程如需停车检修时，必须确保冷却水不得倒灌入酸冷器中。
11、不要拔出参比电极内的电极棒，以免损坏其外部的F4绝缘和导致酸液流出。
12、禁止在酸冷器、管道、分酸器运行过程中检修、调整点状阴极。