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油汽(水) 换热器酸洗工艺的研究与应用

点击:1677 日期:[ 2014-04-26 22:43:01 ]
王钧 杨渠忠 严庆雨 李巧玲 喻海榕   浮头式换热器主要用于输油管线原油升温, 结垢是影响换热器正常工作的主要原因, 采用机械清垢或更换换热管的办法工期长、费用高, 需要探索出一条含油水垢清洗的新方法。根据地层水分析结果和对油汽换热器垢样取样化验, 认定江苏油田试采二厂油汽(水) 换热器的垢是以碳酸盐水垢为主的含油水垢。 1 酸洗配方的确定   对压力容器的酸洗, 目前国家无统一的规定, 在酸洗过程中执行《低压锅炉化学清洗规则》。   根据水垢的组成, 确定了以盐酸为除垢剂的主要成份,以缓蚀剂来减少盐酸腐蚀, 以表面活性剂将油垢的亲油憎水性质改为亲油亲水性的技术路线。   其溶解水垢的机理为: 盐酸与水垢反应生成氯化钙、氯化镁。由于油垢具有亲油憎水的性质, 上述反应在不加表面活性剂时有效接触面积很少, 反应很慢。在酸洗液中加入了表面活性剂后, 能使酸洗液渗入到水垢的油保护层内, 并使保护层脆弱、变皱, 酸洗液与水垢的接触增加,化学反应速度加快。   对酸液配方进行了反复试验, 最后得出以下配方: 盐酸, 质量百分比浓度5 % 缓蚀剂B - 125 , 质量百分比浓度018 % 表面活性剂AP221 , 质量百分比浓度2 %   按该配方室内评价, 配制成250mL 溶液, 常温搅拌,挂片试验持续4h。表面无坑蚀现象。   同时对换热器的垢样进行室内溶解试验, 发现该酸洗配方能迅速溶解水垢, 溶解率达90 %。   根据以上试验, 得出该酸液配方具备下列性能: (1) 能溶解85 %以上的油垢, 仅有少量不溶物质。 (2) 用挂片测出的金属腐蚀速度的平均值为1.72g/ m2·h , 远远低于《规则》中规定的10g/ m2·h 的要求。 (3) 腐蚀试片表面无点蚀痕迹。 因此, 该配方符合《低压锅炉化学清洗规则》要求,可用于换热器酸洗。 2 换热器酸洗的工艺过程   根据上述酸洗配方, 先后在闵13 接转站、卞东大站、马五站和马八站等地进行试验。酸洗步骤如下: (1) 配制酸洗液。在一定容积的塑料桶内将破乳剂、缓蚀剂按规定的比例加入盐酸中, 搅拌, 以保证药剂混合均匀。 (2) 清洗换热器中的原油。如原油凝结需对换热器供热, 待原油熔化后再清洗, 并注意在酸洗过程中要保证换热器不骤冷骤热。 (3) 采用强制循环的方法进行清洗, 该系统由清洗液箱、酸洗泵、临时清洗管道(采用规格为1/ 2”或3/ 4”的胶皮管) 和换热器组成(见图1) , 酸洗结束以出口气泡量比较少为合格标准, 一般为1.5~3h。 (4) 在清洗液箱中加入纯碱, 并循环1h 以上, 使清洗液pH 值介于5~10 之间, 以减少酸性清洗液站内污水回收系统的腐蚀。 (5) 酸洗后用清水冲洗换热器。排出的水进站内污水回收系统或隔油池。以出口水变清(但时间不低于30min)为标准停止冲洗。 (6) 酸洗后的换热器应用Na3PO4.12H2O 进行金属钝化。配制0.3 %的Na3PO4.12H2O 溶液, 温至80~90 ℃, 钝化4h。此时整个化学清洗过程全部结束。     在酸洗过程中应注意, 清洗液箱容积大于要300 公升,以保证酸液在向清洗液箱加酸时一定的稀释容积, 不造成短时间酸浓度过高。酸洗前应将整个系统先充满水, 并建立循环以保证系统严密不漏。关闭蒸汽(或热水) 阀门,使循环水的温度低于50 ℃, 如温度过高则在酸洗时将加重腐蚀。 3 使用效果分析   酸洗前后各站浮头式换热器的运行参数对比见表1 。   从表1 可以看出, 酸洗前后换热器通过流量无明显变化, 但换热温度有较大的提高, 说明结垢大大地影响着换热器的传热能力, 而对整个管网阻力(或对流量) 的影响相对较小。 4 结论 (1) 酸洗时的腐蚀速度为1.72g/ (m2 ·h) , 远远低于10g/ m2·h 的标准, 腐蚀较小且无点蚀现象。 (2) 除垢效果较好, 但差别较大。从酸洗后换热器来看, 对未完全堵塞的换热管或管板除垢效果明显, 基本能完全清除。酸洗法对已经被水垢完全堵塞的换热管起不到除垢效果。 (3) 由于废酸用碱水中和, 对环境基本无污染。 (4) 除垢时间短、费用低。    
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