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板壳式换热器除垢清洗点击：2183 日期：[ 2014-04-26 21:40:04 ] |
| 板壳式换热器除垢清洗 杨 灵1 孙丰海2 贾艳秋1 (1·蓝星环境工程有限公司,北京101318; 2·山东华鲁恒升化工股份有限公司,山东253024) 摘 要：板壳式换热器是一种新型高效节能换热器,兼有管壳式换热器和板式换热器的特点。本文介绍了山东华鲁恒升公司板壳式换热器的除垢清洗,对清洗准备、药剂选择及清洗过程注意事项等进行了介绍。 关键词：新型换热器;板壳式换热器;除垢;清洗 中图分类号：TQ051·5 文献标识码：B 文章编号：1671-8909(2009)05-0034-04 华鲁恒升大氮肥装置合成氨压缩机终端水冷器(换热面积为1 602m2),是采用国内自行设计制造的板壳式换热器(见图1)。 该设备是由低合金钢圆筒形壳体和方形不锈钢板束块构成;其中板束是由步进式模压成型0·7mm厚的LT型波纹板片组焊成板管[2](见图2)。 1·板壳式换热器的特点 板壳式换热器具有传热效率高的特点,其物料在板管内流动,以波纹板为换热界面,板束四周外有支撑板加固。冷却介质和被冷却介质分别在板束内和其外壳间形成的板程、壳程间以错流、逆流等形式换热;由于波纹板片仅为0·7mm厚,所以传热效率很高,换热效率是同体积管壳式换热器的2~3倍。 由于此设备是国内自行设计的,无案例可查,因此在设备检修时,通过板壳式换热器两端法兰口观察,对其内部结构作了进一步的了解,内部横向部面示意如图3所示。 从法兰口观察,发现设备堵塞结垢情况严重,其中板壳式换热器循环水入口板束上堆积了大量的塑料碎片、碎布、石子等杂物,部分板管间隙被黏泥和水垢堵死;而且换热器内有滋生微生物,且伴有恶臭味。由于板管间隙只有2~3mm,所以板壳式换热器循环水流通截面积大大减少,导致通过板程的循环水量降低且严重分布不均,换热效能下降,影响到安全生产。 剥取部分水垢做溶垢测验,得知水垢基本上是碳酸盐类垢。根据板壳式换热器的特点,综合考虑板壳式换热器在实际操作上的压力降较小,必须保证板程压力始终不高于壳程压力0·5MPa;清洗操作要稳,防止因骤冷、骤热、冲击等使板片变形损坏,选择科学有效的清洗工艺非常关键。 2·板壳式换热器的除垢清洗[2] 2·1 化学清洗工艺 建立临时密闭清洗系统,板壳式换热器上安装排空、导淋;采用全充满、大流量强制循环工艺。主要清洗步骤如下: 水冲洗—杀菌灭藻/黏泥剥离—水冲洗—酸洗除垢—中和钝化。 2·2 化学清洗前的准备 1)人工清理 拆除板壳式换热器两端法兰,人工清理板束上堆积了的塑料碎片、碎布、石子等杂物,检查换热器完好情况。 2)清洗系统的建立 在各系统化学清洗前,将被清洗系统中不允许参与化学清洗的部件,如流量计(孔板)、调节阀、压力表、温度计等测试、测量仪表、过滤网、过滤器芯及单向阀芯等在经过设备方的同意后拆除。按循环水的生产工艺流向配置进回路,并且在进回路上安装压力表,控制压力降。为了检查化学清洗效果和监测腐蚀速度,在循环系统中分别安装监测管段和腐蚀挂片。监视管段上污垢应与被清洗设备污垢相同。试片材质应与被清洗设备材质相同,试片在清洗前放入,清洗后取出,并计算出清洗过程的平均腐蚀速度。 3)板壳式换热器充氮气保护 将换热器壳程连接管线隔离,向壳程充氮气0·1~0·2MPa密闭保护,防止清洗过程中壳程与板程形成压力差,使得板片变形。 4)公用工程条件 (1)水:根据清洗质量及设备材质的要求选用,脱盐水、流量大于80m3/h为宜。 (2)电:三相(380V),单相(220V)。 (3)蒸汽:压力0·3~0·5MPa,流量6~8t/h。 (4)氮气:纯度大于99%,干燥、无油、压力为0·1~0·4MPa。 2·3 清洗程序及操作说明 2·3·1 水冲洗及系统试漏 水冲洗及试漏的目的是除去系统中的疏松、脱落的污垢,并在模拟清洗状态下对临时接管处泄漏情况进行检查。水压检漏试验时,将全系统注满水,调节出口回水阀门,严格控制泵压到0·2~0·3MPa,检查系统中焊缝、法兰、阀门、管段连接处泄漏情况并及时处理,使系统成密闭系统,以保证清洗过程的正常进行。 2·3·2 杀菌灭藻/粘泥剥离 水冲洗试漏合格后,让系统循环正常,逐渐升温到40~45℃;加入LX-W58杀菌灭藻剂、LX-W56粘泥剥离剂各200~300mg/L,时间为24~48h。定时排空导淋,间隔1h/次;分析化验药剂浓度,间隔1h/次,当清洗液浓度变化不大时,再循环2h即可结束。 2·3·3 水冲洗 杀菌灭藻/粘泥剥离步骤完成后进行水冲洗,温度控制在40~45℃,流速控制1~1·2m/s;定时排低点导淋, 15min/次。当冲洗水澄清时,结束水冲洗。 2·3·4 酸洗除垢 酸洗的目的是利用酸洗液与污垢类物质和腐蚀产物进行化学和电化学反应,生成可溶物,使设备表面清洁。酸洗液配制完成泵入系统后检查系统是否全充满,进行正常清洗,并定期切换正反向;在循环过程中每隔一定时间进行排污和放空,以避免产生气阻和导淋堵塞,影响清洗效果;定时取样分析,当系统内酸洗液浓度、铁离子含量基本达到稳定,监测管段污垢已经完全除尽,呈金属本色时,即为终点,可结束酸洗。 工艺条件:温度40~45℃;流速0·2~0·3m/s;时间4~6h;主要药剂: LX-056A除垢剂、缓蚀剂Lan-826、还原剂等。 2·3·5 酸洗后水冲洗 酸洗结束后,排净酸液,用40~45℃热水对系统进行开路冲洗,去除残留在系统中的酸液和洗落的颗粒,冲洗流速控制在1~1·2m/s,不断轮换开启系统中导淋以便使沉积在低点的杂物,残液排净。当出水pH近中性,进出水水质基本稳定后即可结束冲洗。 2·3·6 漂洗 采用稀的柠檬酸与残留在系统中的铁离子络合,且除去水冲洗过程中可能生成的浮锈,以减低系统内的铁离子含量,保证钝化效果。当漂洗液浓度和总铁离子浓度基本平衡时,即可结束漂洗。工艺条件:温度85±5℃;流速0·2~0·3m/s;时间1·5~2h;主要药剂:柠檬酸、缓蚀剂、氨水等。 2·3·7 中和钝化 为了防止酸洗后处于活性状态的金属表面重新氧化而产生二次浮锈。要求此时系统内铁离子浓度不高于300ppm,钝化液要充满系统,钝化过程应注意定时排空和排污。 工艺条件:温度50~60℃; 流速: 0·2~0·8m/s; 时间: 4~6h; pH 9·0~10·0; 主要药剂:Na3PO4、氨水、NaNO2等。 2·3·8 人工清理检查 钝化结束、排尽钝化液。开端盖对沉积在设备底部的沉积物进行人工清理。清理完毕后,在微正压(0·1~0·2MPa)状态氮气封存保护,直至开车使用设备。 2·4 清洗后废液处理 化学清洗废液的排放符合国家GB8978—1996《污水综合排放标准》。酸碱液中和至pH6~9,然后排入厂方污水处理池或用槽车运至专业污水处理厂处理,各阶段冲洗水排入厂方污水处理池。 2·5 清洗质量验收 通过清洗施工,清洗效果符合HG/T2387—2007《工业设备化学清洗质量标准》的规定,被清洗表面呈金属本色,无二次浮锈;除垢率≥95%以上;碳钢标准试片的腐蚀率≤6g/(m2·h),不锈钢标准试片的腐蚀率≤1g/(m2·h)。对换热器做24h水压试验,合格。 3·结束语 此为首次板壳式换热器清洗,要认真察看此类设备相关资料,了解设备生产工艺,进一步察看现场实际情况;对设备垢样认真分析,拿出安全可靠的清洗方法非常关键。 我们在板壳式换热器的清洗也有不足之处,因为清洗泵的流量和正常生产时DN800mm管线循环水的流量相差太大,部分脱落的垢和杂质无法带出,然后沉积在换热器封头处,将DN20mm导淋口堵塞,使得清洗结束死角排液困难。 施工结束后我们向设备管理方提出两点建议: 1)改善循环水质,板壳式换热器循环水入口加装过滤网; 2)换热器封头DN20mm导淋改造成DN80mm,这样可将滤网过滤下来的塑料碎片、碎布、石子等杂物冲出,防止板壳式换热器板程损伤、堵塞,影响换热效能。 参考文献 [1]任建新·化学清洗[M]·兰州:甘肃科学技术出版社,1993: 205-206. [2]周夏,张克锋,孙新华·板壳式换热器在大型氮肥装上的应用[J]·化肥设计, 2007, 45(2): 46-47. |
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