管式换热器化学清洗实例

点击：1898 日期：[ 2014-04-20 00:59:04 ]

摘要：以某厂管式换热器清洗为例，以清除换热器中有机物以及水垢为目的，对换热器进行清洗。用碱液脱脂，用柠檬酸，缓蚀剂作为清洗剂除垢。按照一定的工序进行，介绍了清洗的方法和工艺条件，例证了管式换热器的化学清洗工艺。
    关键词：换热器；清洗；结垢
    中图分类号：TQ 051文献标识码：A文章编号：1004-0935（2012）05-0498-02
    换热器是化工生产中应用普遍的设备，由于使用过程中水处理设备运行不当，不合格的水注入到系统中使换热器表面形成坚硬的水垢，或者混入油污，结焦，沉积物等，这会影响换热器通道，降低传热效果，浪费热量。结垢后还容易腐蚀设备，降低设备的利用率。因此，及时有效的清洗换热器具有普遍的意义。
    换热清洗要按照一定步骤完成，有序的清洗效果显著。以某乙烯生产车间换热器为例，介绍换热器化学清洗简要方案。该换热器为管式换热器，主要残留石墨、防锈油等有机物，还有换热器普遍纯在的水垢，泥沙等污垢。
    1·化学清洗前的准备工作
    a.本清洗方案应在下列各项工作完成后才能开始实施。
    b.临时系统已安装完毕，已签字验收。
    c.所有要求的压力测试已完成。
    d.所有的临时管线（包括公用工程）在清洗前已按化学清洗流程图要求进行连接好。
    e.清洗施工前应确保各公用工程条件的持续性及总量，例如：电、除盐水、氮气等。
    f.循环泵应达到每小时循环清洗系统2～3倍。
    g.相关操作人员已熟知所有安全要求与危险状况。
    2·化学清洗流程图
    清洗方法采用化学清洗，对管道进行临时的改造，用临时管道和循环泵站从管道的两头进行循环化学清洗。该技术灵活性强，速度快，清洗彻底。清洗流程见图1。

    3·清洗方法
    3.1清洗工艺
    根据化学清洗的目的和被清洗对象的特点，我们用循环清洗，化学清洗主剂为柠檬酸。
    清洗工艺为：
    水冲洗和试压—→脱脂—→水冲洗—→酸洗—→水冲洗—→漂洗—→中和、钝化—→氮气干燥—→检查验收
    3.2化学清洗工序及控制要点
    3.2.1水冲洗试压
    换热器内注满水，通过泵站循环，将泵站压力升至清洗时运行压力的1.2倍。首先高进低出进行冲洗，干净后将泵站切换到循环位置，进行试压。为了保证冲洗的效果，每隔1 h进行1次正反向切换。
    在这一工序中除去了系统中的积灰、泥沙、脱离的金属氧化物及其它疏松污垢，并进行系统检漏。目测水质澄清无悬浮颗粒时，停止此工序。
    3.2.2脱脂
    此工序是为了除去系统中的各种油污、石墨、防锈油等有机物。
    系统水冲洗试压后，无泄露，升温至70℃开始如入碱液。工艺温度为80～90℃，时间4～6 h。加药时带防护眼镜，塑料手套，防止碱液灼伤，现场准备一桶清水备用。为了保证冲洗的效果，每隔1 h进行1次正反向切换。
    每隔30～45 min化验1次碱度，0.5 h内2次化验碱浓度差＜0.2%，工序完成。
    3.2.3脱脂后水冲洗
    工序目的是为了除去系统中脱脂后剩余的脱脂残液。用水冲洗，按照高进低出，每一支路分别进行冲洗。冲洗液的浓度pH＞9时，需中和至pH=6～9；每一支路冲洗液浓度都要达到pH=6～9；为了保证冲洗的效果，每隔1 h进行1次正反向切换。工艺条件是环境温度下，时间为3 h左右。
    当水冲洗的回水至pH=6～9，水质澄清无悬浮颗粒时，停止此工序。
    3.2.4酸洗
    此工序是利用酸洗液与垢类物质和腐蚀产物进行化学和电化学反应，生成可溶物，以除去设备表面的锈垢。
    酸洗是整个化学清洗的关键步骤。升温至75℃，用30 min时间加完缓蚀剂后再循环30 min。用30 min时间加完柠檬酸，用氨水调节pH值为3.0～3.5。为了保证冲洗的效果，每隔1 h进行1次正反向切换。工艺温度在75～95℃，时间为4～6 h。当铁离子浓度和酸浓度稳定，样管干净后再循环1h，酸浓度在0.5 h内测定结果差值＜0.1，结束清洗。
    3.2.5酸洗后水冲洗
    该工序中除去了系统酸洗后剩余的酸洗残液和脱落的颗粒。用水冲洗，按照高进低出，每一支路分别进行冲洗。工艺温度为环境温度，时间为2 h左右。当冲洗水的pH=6～9，水质澄清无悬浮颗粒时，停止此工序。
    3.2.6漂洗
    该工序的目的是除去水冲洗过程中形成的浮锈，以降低系统中铁离子的含量，保证钝化效果。
    将系统加温到75℃，用30 min时间加完缓蚀剂后，再循环30 min。然后用30 min时间加完柠檬酸。工艺温度75～95℃，时间为1～2 h左右。当总铁离子稳定，样管无锈时结束此工序。
    3.2.7中和钝化
    为防止漂洗后处于活性状态的金属表面被氧化生成浮锈，要进行中和。
    清洗方法是稀释系统中的铁离子浓度在500×10-6以下时，用氨水中和至pH=9～10，加钝化剂循环。工艺温度温度为50～60℃，将整个系统充满钝化液循环，循环钝化4～6 h左右。pH值不变时结束此工序。
    3.2.8氮气干燥
    用氮气将系统中残留的液体和细小颗粒吹出，避免留下隐患，气体压力最好在0.5～0.8 MPa，开始可采用间歇吹扫,当出口水分和颗粒数目少时可连续通气，以吹干系统。吹扫时必须注意安全，注意防止窒息。
    3.2.9检查验收
    系统干燥后，随机选择几个检查点，用肉眼检查验收。
    4·化学清洗质量标准
    （1）清洗除锈率＞95%，无二次浮锈、无油污、钝化膜完整。
    （2）平均腐蚀速率：碳钢≤6 g/m2·h。
    5·水冲洗废液的处理方法
    由于水冲洗部分的废液主要含有一些焊渣、铁锈以及其他一些杂质，该部分废液无对环境造成危害的物质，可以中和后直接排放到污水井。
    参考文献：
    [1]任建新．化学清洗[M].兰州：甘肃科学技术出版社，1993：161-164．
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