一、项目背景

中国石油大庆油田油气加工九大队天然气压缩机一段出口水冷却器位号为E-103水冷器，换热介质采用未经处理的循环水，由于水质较差、管束较细（不足1cm），长期存在结垢严重的问题，水冷器管束内壁被厚厚的水垢堵塞，特别是进入夏季换热器结垢现象尤为严重，换热效率低下，影响生产主压缩机正常运行，平均运行6个月左右即需要拆卸进行物理及化学清洗，清洗时间约15天左右，影响装置整体检修进度。

使用恩曼 CPRS 装置之前出水口结垢情况

二、项目应用及使用效果

大庆油田油气加工九大队经过长期技术考察，寻求技术突破，2015年10月在E-103水冷器入口处安装了一套规格为DN200  8″×12″ 恩曼CPRS装置。恩曼CPRS装置的材质含有铜、锌、镍等九种不同的金属成分，所采用的专利技术使工具起到一种特殊的电化学催化体作用。合金所包含的元素的电负性比液相中的离子要低，工具通过电化学的方式使流体和流体中的物质静电位发生改变，流体中的固相颗粒受其作用的影响始终处于悬浮状态和溶解状态，从而防止蜡、垢和腐蚀的形成。

恩曼 CPRS 装置安装位置示意图

恩曼 CPRS 装置现场安装图

设备安装运行期间水冷器换热效果良好，天然气经冷却后温度基本保持在30℃左右，未发生堵塞情况。2016年5月6日停机检修（已连续使用6个月），打开水冷器端盖查看水冷器结垢情况，并验证CPRS装置应用效果。验证效果如下：

1、经现场检查，水冷器出水管内无坚硬垢附着，出口处有少量杂质，未形成堵塞，整个清洗过程仅耗时1天完成，与原来相比缩短工期15倍，得到站队、大队专业及清洗队伍的一致好评。

安装恩曼 CPRS 装置6个月后干净无垢，水冷器出水口（左图）和进水口（右图）

2、将E-103水冷器与同工况运行的主压缩机二段水冷器E-104对比发现，E-103水冷器中的水垢酥软，用手指即可进行粉碎，仅使用清水冲洗一遍即可。而E-104水冷器垢质坚硬，现场清洗队伍已分别采用高压水枪（60MPa）、爬管（100MPa）、水钻等工具进行清洗，已连续作业8天，至今有约30%管束未清通。

三、经济评价

1.清洗成本

E-103水冷器每年检修期均需清洗，由于管束内结垢速率快、垢质较硬，因此每次清洗均需先清洗三遍，首先使用水钻物理清洗一遍，在水垢中打出一条流通通道；其次使用化学清洗，用化学药剂将垢质软化；最后在使用物理清洗疏通管束，单台清洗费用在3万元左右，是其他同类型换热器清洗成本的2倍之多，使用CPRS金属除垢器后，仅使用物理清洗一遍即可满足生产要求，清洗成本降低至0.8万元左右，大大降低了清洗成本。

2.停工成本

历年E-103水冷器清洗工期为10-15天，是影响检修期的重要因素，使用CPRS金属除垢器后，清洗工期降低至3天（拆卸封头1天、清洗1天、恢复封头及打压1天），停工时间缩短12天，按照深冷装置日处理气90万立方米，轻烃收率1.40吨/万立方米计算，可增产轻烃1512吨，经济效益近百万元。

3.结垢导致换热效率低影响轻烃产量

往年深冷装置连续运行4个月时，E-103水冷器换热效率开始急剧下降，其冷却后最高温度可接近47℃（超出正常运行值12℃），导致压缩机二段天然气出口温度一直处于高报警状态，为维持装置正常运行，被将装置负荷降低至76万方/天，与正常工况90万方/天相比减少14万立方米/天，影响产烃量约19.6吨/天。

4.维修维护成本

由于E-103换热器清洗过于频繁，且采用物理+化学联合清洗法，水钻冲击、化学腐蚀对管束伤害极大，平均换热器管束使用倆年左右就会出现管束渗漏情况，从2003年10月红压深冷投产至今，该换热器已更换3次，平均每4年左右更换一次，更换一次费用（仅管束）约12万元，一定程度上增加了装置的运行维护成本。使用恩曼CPRS装置后，鉴于目前换热器清洗情况，预计换热器运行周期可延长至10年左右，节约维护成本约20万元。

使用恩曼 CPRS 装置前后水冷器端面结垢程度比较