初探高溫換熱器清洗

                      祝建法1　余建新2　徐惠芬2　毛麗娜2

    (1.江山市恒豐安裝清洗有限公司,浙江江山324100;2.浙江江山化工股份有限公司,浙江江山324100)

    摘　要:介紹甲胺系統高溫換熱器的清洗方法,針對清洗效果狀況,提出清洗難點和不足,并初步解決了高溫換熱器清洗問題。

    關鍵詞:高溫換熱器;化學清洗;溫控

    中圖分類號: TF066.2+1　　文獻標識碼: C

    浙江江化股份有機胺廠甲胺系統高溫換熱器自投產以來,換熱器原料側結垢一直沒有得到很好的解決,多年來都是采用大修抽芯人工敲打處理,如結垢再嚴重,就進行更換換熱器芯子。2005年度大修時有一臺高溫換熱器因不能抽出換熱器芯子,被迫進行了化學清洗,因用蒸汽加熱控制不當出現超溫,腐蝕試片測出腐蝕嚴重超標,但換熱管污垢反而基本被清洗干凈,再經現場試壓設備完好,投用后效果良好。經此,廠方委托我公司對高溫換熱器化學清洗技術進行進一步研究。

    1　概述

    甲胺高溫換熱器,規格為Dg700,總長L=10000mm,列管長L=8000 mm,單臺設備換熱面積為350m2。管束材質為不銹鋼(0Cr18Ni10Ti),管內為甲胺產物相,管間為甲胺原料相;殼體材質為碳鋼。

    換熱器工作環境為:管程工作壓力5.0 MPa,工作溫度450/250℃,工作介質一二三甲胺;殼程工作壓力5.0 MPa,工作溫度200/380℃,工作介質甲醇和液氨。

    污垢主要成分為Fe3O4,該種污垢較堅硬,在無機酸液中較難溶解,需添加滲透劑和提高清洗溫度。對往年污垢檢查發現,垢厚度達2 mm以上,并多處管間有污垢堆積。經進行各種方法溶垢試驗,如徹底清洗堆積污垢,清洗時間應在10 h以上;而溶解2mm左右垢,溫度65℃狀態下,需4~6 h。當然如果將溫度再提高5~10℃,清洗效果會好得多,但試片腐蝕速度很難控制。在選用的幾個清洗液配方中,緩蝕劑最難選擇。本清洗液所選緩蝕劑其緩蝕率也只能達85%左右,試片實驗室腐蝕速度在15g/(m2·h)以下,但對試驗管(從設備取下帶垢小段列管)進行溶垢和腐蝕試驗看,試驗管表面狀況良好,無點腐和過腐蝕。

    清洗時間控制不能太長。由于清洗液中含有較高濃度的三價鐵離子,長時間清洗會引起點蝕,試驗中也發現了靜泡20 h以上的試片均有不同程度的點蝕。但在不加緩蝕劑時無論清洗時間長短,都表現為均勻腐蝕狀態。原因可能是緩蝕劑是通過沉淀吸附來達到緩蝕目的,而清洗劑中含強滲透物質所致。

    2·清洗工藝

    整個清洗過程按照水沖洗(試壓)→除油堿洗→熱水沖洗→酸洗→水沖洗→除灰鈍化進行。

              

              

    3)清洗加熱、進藥及控制

    由于清洗對溫度控制要求較高,在清洗時對溫控方式要穩妥,現提出用二次加熱控制方法來實施,具體方法為,首先通過蒸汽將水加熱到75℃左右,再用該熱水來配制清洗液,并用65~75℃熱水循環來控制清洗液溫度65~70℃。

    在清洗液達到50℃時,先補入Lan-826,每立方米溶液補加4 kg,再依次加入硝酸、清洗劑JSQX及其它添加劑。清洗用循環10 min和浸泡各20 min方式進行作業,盡可能地降低腐蝕速度。

    清洗以控制清洗液中的鐵離子濃度變化來測定清洗效果及清洗除垢的程度。

    酸洗時間控制不超過10 h為宜。

    3·清洗工藝流程示意圖

               

    4·清洗效果及探討

    1)換熱器清洗除垢量大部分都達到60%以上由于不能觀察到內部狀況,僅能從總鐵離子濃度分析得出。相應地清洗除垢率判定也不確切,管口一頭清潔,一頭仍覆蓋有1mm左右的污垢,這與清洗前兩頭結垢不均有關。

    2)腐蝕率

              

    從上述組甲方提供的腐蝕試片測出的腐蝕速度看,總體比實驗室結果好,但是出現數據差異較大,體現腐蝕控制不確定性。分析原因可能是緩蝕覆蓋膜形成與清洗流動狀態、溫度、反應生成物和掛片位置有關。

    3)污垢堆積物實際很難清洗徹底,由于高溫換熱器不可修復性,本次清洗時加藥量不是很足,以及溶垢反應緩慢漸進,并不像其它清洗反應那樣快,最終也出現了清洗效果兩頭不均的現象。

    4)本次清洗的成功點是使用了水浴控制,使清洗溫度相對穩定。