U型管式水冷器的化学清洗

U 型管式水冷器的化学清洗
裴力君
(中国石油天然气股份有限公司辽河石化分公司,辽宁盘锦124022)
摘　要:针对中国石油天然气股份有限公司辽河石化分公司催化装置U 型管式水冷器E -204进行化学清洗的准备工作、清洗步骤、清洗过程监测及清洗后评价进行了阐述。

结果表明,采用分次加酸的清洗方法对U 型管束水冷器的清洗效果是不错的。

关键词:U 型管;水冷器;化学清洗;腐蚀率中图分类号:TQ051.5 文献标识码:C
众所周知,换热器是石油化工中重要的设备之一,由于换热器内有液体、气体等物质流动,在其运行过程中管壳程可能会发生腐蚀与结垢,致使传热效率下降,流量降低,增加流动阻力,严重时发生堵塞,破坏循环回路正常工作,另外,也可产生垢下腐蚀,以致引起内漏,影响装置正常运行。

因此,应当定期对换热器进行化学清洗已满足生产要求。

1　化学清洗前工作
111　换热器主要参数
E -204冷却器为顶循冷却器,管程介质为夏季
为循环水、冬季为采暖水,管束为U 型管束结构,材质为碳钢,主要参数见表1。

表1　换热器主要参数
型 号
台数
操作条件
压力/MPa
温度/℃
管程壳程管程壳程介 质
管程
壳程
BI U800-215-165-6/25-4
221452145125　9070　85
顶循环油
循环水/采暖水
112　垢样分析
一般来说,换热器结垢分为水垢,污垢等,完全由含于水中的离子所产生的垢称之为水垢,主要有钙离子,镁离子,磷酸根离子,硫酸根离子,硅酸根离子,碳酸根离子等,污垢通常指不溶盐类,腐蚀产生的含水氧化物以及外来物质聚集而成的疏松,多孔式胶凝物质。

结垢因素较多主要有流速,温度,材质及水质等。

通过对现场观察及采样分析,加入盐酸大部分可溶解,并产生气泡,只剩下少量不溶物,加入1%的氢氟酸后,有效变软溶解,初步认为含有大量碳酸垢及少量的硅酸垢。

113　清洗方案的确定
1)药剂选择:
盐酸3～4%+氢氟酸014%Lan -826 013%
收稿日期:2006-09-12
作者简介:裴力君(1975-),男,辽宁昌图人,工程师,主要从事设备管理工作。

经验交流
清洗世界　2006,22(11):47-48
Cleaning W orld
工业氢氧化钠
2)清洗方式:
由于垢层较厚并且有部分管束的弯头处基本堵死,因此,确定采用分次加酸循环清洗的方法,有效控制反应速度,提高其清洗效果。

2　清洗工艺步骤
水洗→酸洗→水洗→碱中和→水洗→水封
1)向清洗槽中加入水1m3,改好流程,启泵打循环2h,清洗浮垢,软垢。

2)19:00向槽中加入3kg Lan-826,此时并挂碳钢试片3片,之后加酸液30kg,每30min测定一次酸浓度及pH值。

19:30补酸30kg。

20:30补酸30kg,运行一小时,21:30测酸浓度与21:00变化不大,且槽中气泡减少,此时停泵进行水冲洗。

3)水冲洗,加水启泵运行至回液口pH值4～5
4)碱中和,向槽中加碱,以去除残酸液。

5)水冲洗至回液口pH值7～8,排液。

6)进行水封。

清洗过程采用泵循环方式进行清洗。

3　清洗过程监测
311　酸检测
盐酸浓度,pH值,温度的检测见表2。

表2　盐酸浓度,pH值,温度的检测时　间
项 目
酸液浓度(%)pH值温度/℃备注19:000172常温加酸
19:30310115常温加酸
20:001102常温
20:30315115常温加酸
21:00310115常温
21:30219115常温停止312　试片的腐蚀速率
经计算平均腐蚀速率:01141g/(m2・h),试片的腐蚀速率检测各项数据见表3。

表3　试片的腐蚀速率检测数据
序号材质介质温度/℃时间/h表面积/m2前重/g后重/g失重/g腐蚀速率/(g・m-2・h-1) 2506碳钢清洗液常温21501028201252020125100100101014
2507碳钢清洗液常温21501028201274320125590101880127
2508碳钢清洗液常温21501028181542318153250100980114
4　清洗评价
经过对清洗后的换热器检查,发现:
1)打开浮头检查,管头处金属已见光泽,垢已洗掉。

2)管内垢已基本洗净。

3)腐蚀速率能控制在013g/(m2・h)以下。

4)由于垢层大部分为碳酸垢,并且有部分管束弯头处基本堵死,本方法采用了分次加酸循环方式,有效的控制了反应速度,避免了产生大量气泡。

5)由于此换热器为U型管式,在弯管处,目测不到,采用了分次加酸循环方式清洗,从回水量上看,原来弯头处基本堵死的位置清洗效果还是不错的。

这些从开工后冷却器投用后的冷却效果上来看也得到了证明。

5　清洗方法的几点说明
1)U型管式冷却器由于其本身管束的结构特点,在其管束内结垢特别是当弯头处结垢时很容易堵塞,冷却器管束除垢确实存在一定困难。

2)分次加酸循环清洗的方式不但解决了U型管式冷却器管层由于水质及运行时间等因素造成垢层厚不好清洗的问题,同时避免了产生的大量气泡冒出。

更重要的是此方法对于在弯头处已有部分管束基本堵死的情况下同样能得到了很好的清洗效果。

3)鉴于本设备清洗后马上开工投用,在进行酸洗中和后只进行水封,未进行钝化处理。

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・清洗世界第12期。