陽極保護酸冷器是硫酸廠重要設備，昌暉儀表工程師在本文分享酸冷器的酸側、水側的使用限制及陽極保護酸冷器日常使用及維護的經驗，干貨技術文章，值得硫酸廠技術人員大家收藏。

一、陽極保護酸冷器酸側注意事項
1、酸濃和酸溫的限制

陽極保護必須要在一定的溫度限制范圍內才能正常工作，這樣不銹鋼才可用于硫酸工業而不會腐蝕，因此，在運行期間要確立一個安全工作溫度，此溫度值不應超出設計溫度的范圍。最高工作酸溫應取決于酸濃，較低酸濃應該對應較低酸溫。允許達到的酸溫和其對應的酸濃的關系見圖1。

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

在運行過程中若發現酸濃度有所下降，則酸溫也要相應降低，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域。除了設備在設計時設計成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，實際上就建立不起來。如果在這種情況下繼續運行的話，不但對酸冷器而且對與之相連的泵和管道都極易造成腐蝕而失效。
除生產工藝波動外，造成酸濃降低的原因可能有如下幾個：
①在系統停車時由于酸管道的閥門在打開位置而產生稀釋；
②裝置由于吸收濕氣而使得循環酸稀釋；
③在水壓大于酸壓時，因換熱管發生泄漏而使得冷卻水流到了循環酸中；
④在檢修時，酸冷器中的酸液雖已排出，但進出酸口接管法蘭處敞口，殼體暴露于空氣當中，大量的濕氣會使得酸冷器中殘留的酸被稀釋而增加腐蝕速度。因此，當酸冷器內酸液排空時，排污口、進出酸口接管法蘭處要用塑料把它包起來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沖洗殼程，直到沖出的水的PH值顯中性。
⑤在停車期間，稀酸液從塔內沿管道流入到酸冷器中。

3、停車時，對酸冷器應做的準備
短時間停車時，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才會排空酸冷器中的酸液。檢修后，應該用98%的酸重新注入酸冷器致鈍并開始循環。
如果在停車期間環境溫度足以使98%的酸（凝固點-4℃）處于凝固的危險狀態時，應該用96%（凝固點-13℃）或93%的酸（凝固點-33℃）將酸冷器完全充滿。長時間停車必須排空酸冷器中的酸液。

4、檢修其他設備時酸冷器完全排空或者與管道斷開 當除酸冷器之外的設備、管線要進行檢修、清洗或者進行水壓試驗時，要確保因檢修、清洗或水壓試驗而遺留下的稀酸液及水不能進入酸冷器，酸冷器應完全排空或者與管道斷開。

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、陽極保護酸冷器水側注意事項
1、循環水量、水速
①酸冷器中水側（即換熱管內）的流速一般都比酸速設計的高，因為高的水速可使形成水垢的傾向降到最小化，還能使得管壁溫度盡可能的低，所以，在系統運行過程中必須保證充足的水量。
②檢查酸冷器中循環水量的方式之一是測量水側壓降。若此壓降不高于該臺設備設計參數中的壓降，表明水流道通暢且水量充足。另外一個方法就是如果酸冷器出口酸溫明顯升高，說明換熱管內部有垢或者堵塞，冷卻水流動不暢。
③當循環水量減少了10%時即視為故障，應該及時處理。

2、水的過濾和處理
①在循環冷卻水流動過程中，經常會有一些固體懸浮物、藻類、泥沙及其它雜質出現，這些物質會使得一些換熱管內壁部分或完全堵塞。如果發生這種情況，換熱管里面的水因為不流動而溫度升高，在某些情況下可能會達到沸點，這種狀況會導致換熱管因應力腐蝕而開裂，最終可能導致整臺設備因換熱管開裂而腐蝕損失，因此，一定要避免換熱管堵塞。
②根據污垢層沉積的機理，污垢可分為顆粒污垢、結晶污垢、化學反應污垢、腐蝕污垢、生物污垢和凝固污垢。酸冷器的結垢主要有結晶污垢和生物污垢，結晶結垢在管內會形成碳酸垢、硫酸垢和二氧化硅結垢層；生物污垢指微生物污垢，會產生粘泥，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水流速度偏低時，水垢就會形成。
③水垢的清除有兩種方法，即物理方法和化學方法，國內目前的物理清洗主要用高壓水沖洗，但由于其需要專用設備，清洗費用較高，不太適合硫酸廠使用。化學的方法主要有不停車清洗和停車化學清洗兩種。 “陽極保護專用運行阻垢除垢劑”能在不停車下的情況下有效清除水垢并阻止水垢的形成。停車檢修時可采用化學清洗的方法清除水垢，由于酸冷器采用不銹鋼材質，氯離子Cl-會在奧氏體不銹鋼表面產生孔蝕，因此嚴格禁止用HCl或含有Cl-的清洗劑進行清洗；H2SO4會與水中的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成熟，費用不高，對于結垢較薄的垢層可通過清洗液循環的方法在幾個小時內清除管內的水垢，所以，對于酸冷器宜采用硝酸酸洗技術（陽極保護專用緩蝕劑+硝酸）。管內壁結垢如超過1mm時屬重度結垢，可以采用浸泡加循環復合清洗技術，清洗的時間也需相應延長。
④藻類堵塞換熱管的現象常發生在南方地區，尤其在夏季氣溫高時，經玻璃鋼冷卻塔冷卻的循環水溫高于30℃時，適合各種藻類繁殖。在水池內壁會出現綠色黏附物，有時它的繁殖速度很快，如果不及時處理，藻類會黏附在換熱器的管箱及換熱管內壁，使流道冷卻水量變小，降低酸冷器的換熱效率。此時，可以使用 “陽極保護酸冷器專用殺菌滅藻劑”，幾天內即可清除各種藻類且成本低廉。
⑤在所有的冷卻水循環系統中，都要求有完善的過濾設備以避免換熱管堵塞，所采用的過濾器必須確保在任何運行時間內都有充足的水流過。任何一個過濾器的篩目大小都要小于酸冷器內換熱管的內徑，以便讓一些小的雜質能通過換熱管。

3、冷卻水的PH值
①為什么要監測PH值，有如下理由：
a、若冷卻水在重復循環(如在冷卻塔中)，如果有酸性氣體進入到冷卻塔里的水中，會使水中的PH值降低，此時可以通過監測水的PH值發現問題所在。
b、如果換熱管泄漏(尤其是在酸壓大于水壓時)，循環冷卻水的PH值肯定會降低，通過監測循環水的PH值可以及時判斷出換熱管已經泄漏，此時應立即停車，這樣可避免因換熱管泄漏而損壞整臺酸冷器及系統中的其他設備和管線。
c、如錯將酸管接到水管上，通過測量PH值可以馬上發現，避免呈酸性的冷卻水使酸冷器的換熱管和管箱及系統中的其他設備和管線腐蝕。
②冷卻水PH值的檢查方法可以采用以下幾種方式：
a、冷卻水側安裝PH計或者漏酸報警器(強烈推薦)。
b、管箱上安裝取樣管監測(可以采用)。
c、循環水槽取樣檢查監測(不建議采用)。
③進入每臺酸冷器的循環冷卻水應單獨布管，不推薦采用串水的方式，因為幾臺酸冷器的循環水如串水，一旦發生泄漏將很難判斷到底是哪一臺酸冷器發生了泄露。
④冷卻水PH值的監測點要盡可能靠近酸冷器，最好在酸冷器出水口側管道或者管箱上，大量的經驗表明，僅從冷卻塔取樣化驗循環水中的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，因此要嚴格控制循環冷卻水及補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對于陽極保護酸冷器，絕對不能使用鈉離子交換器的出水作為其冷卻用水，因為其中富含氯離子。
③不允許使用海水作為陽極保護酸冷器冷卻水的水源，設置有水過濾或者澄清（或沉降）池的設施旁不得存貯含有氯離子的物質。

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低于45℃以防止結垢。因為結垢嚴重時，垢下氯離子易富集，極易發生垢下氯離子腐蝕，造成換熱管的應力腐蝕及點蝕，從而造成酸冷器的失效。

6、防止酸冷器受凍
系統長時間停車，在環境溫度低的情況下，若酸冷器水側的水沒有排放干凈，極易發生凝固結凍的現象，此時可采用在酸冷器水側注入蒸汽的方法來處理。絕對不允許在酸冷器結凍的情況下繼續運行設備，也不允許采用盲死水側而采用在酸冷器殼體外澆水強制冷卻的方法使用設備。警告：一定要采取措施避免酸冷器內部凝固。

三、陽極保護酸冷器日常維護與操作
1、因本控制系統為微電腦自動控制系統，所以在第一次開車調整完成、運行正常后無需任何操作。
2、必須建立定時檢查記錄制度，每1小時記錄一次，記錄內容至少有：電流、控參電位、監參電位、輸出電壓及相應的酸濃、酸溫、水的出口溫度。
3、須設專職的陽極保護酸冷器技術人員1-2名，負責處理運行過程中出現的工藝波動、短期停車、突然停電等各種問題。
4、把水側閥門開到最大，若冷卻后酸溫過低，應通過酸側進、出口管之間的旁路來調節，不允許用調節冷卻水量大小的方法來調節酸溫。
5、操作人員必須保證酸濃的相對穩定。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。嚴禁使用發煙酸或低于91%的硫酸，否則將破壞參比電極表面狀態，使基準電位波動很大，從而導致控制系統失控。一旦出現這種情況應關閉儀器，待酸濃度恢復正常后，檢查參比電極表面狀態，如完好，則重新啟動。
6、須保證冷卻水量，注意冷卻水的水溫，并及時補充新水。若出現電流突然增大或儀器失控等異常現象時，應立即檢查酸濃、酸溫是否發生變化，若酸濃下降或酸溫升高，此時要查看酸濃的數值，如酸濃是在設計范圍內的有限下降，電流增大是正常的，此時應提高酸濃，降低酸溫；如生產工藝正常而酸濃下降很多，則可以判斷此時酸冷器已經泄漏，要按照本手冊提及的維修方法進行檢修；若酸濃、酸溫沒有發生變化，而電流突然增大，可能是儀器失控，此時應及時通知技術人員盡快處理。
7、每班定期定時檢查是否漏酸，至少每一小時檢查一次冷卻水的PH值。
8、運行過程中，由于暫時檢修或突然停電等各種原因造成儀器暫時停止工作時，其停用時間不得超過3小時。
9、不涉及酸冷器的短期停車時，在保證硫酸充滿酸冷器且酸濃度大于93％的情況下，不必關閉儀器；若需排空酸冷器中的酸時，需先關閉從機電源。重新開車時，當確認酸冷器中充滿大于98%的濃硫酸后再打開從機電源。若長期停車(超過三天)，應先關閉儀器電源，然后再把酸冷器里的酸排空。之后，再用大量的水反復沖洗殼程，直到沖出的水的PH值顯中性即可。
10、酸冷器運行過程如需停車檢修時，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的電極棒，以免損壞其外部的F4絕緣和導致酸液流出。
12、禁止在酸冷器、管道、分酸器運行過程中檢修、調整點狀陰極。