鹵水換熱器的清理及酸洗

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(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

1 換熱器現(xiàn)狀及清理的背景

我公司鹽水車(chē)間使用部分地下鹵水配以生產(chǎn)水用來(lái)化鹽，地下鹵水溫度在18～25 ℃之間，直接化鹽溫度較低，達(dá)不到要求。故增加三臺(tái)換熱器(換熱器型號(hào)：BFMH1100-1.0-399-6.0/25-4，管程走鹵水，殼程走循環(huán)水)，與重堿車(chē)間氨冷器出來(lái)的熱水進(jìn)行間接換熱。一方面加熱鹵水，另一方面也降低了循環(huán)水溫度，降低循環(huán)水系統(tǒng)熱負(fù)荷，取得了較好的效果。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，換熱器結(jié)垢非常嚴(yán)重。打開(kāi)換熱器封頭對(duì)兩臺(tái)換熱器管程進(jìn)行高壓清洗，保證所有管程暢通且無(wú)結(jié)垢，但因管束為固定式的，無(wú)法抽出，因此殼程無(wú)法清理。換熱效果依然不佳，打開(kāi)循環(huán)水側(cè)短節(jié)發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水側(cè)結(jié)疤嚴(yán)重。鹽水車(chē)間決定對(duì)換熱器殼程進(jìn)行化學(xué)在線酸洗，去除水垢提高換熱效率滿足生產(chǎn)需要。

2 酸洗過(guò)程

2.1 酸洗條件準(zhǔn)備

化學(xué)酸洗用主要設(shè)備：酸洗泵站1套，Q=30 m3/h；

酸洗水源：生產(chǎn)水；

電源要求：～380 V、 22 kW；

排污：通過(guò)噸桶將酸洗廢液倒入酸堿中和池。

對(duì)將要酸洗的設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查，并進(jìn)行水壓試驗(yàn)合格后，管線及連接部位有無(wú)泄漏、堵塞等異常情況。

酸洗原料、分析儀器、勞保用品、泵站工具。

2.2 酸洗標(biāo)準(zhǔn)

腐蝕率≤6 g/m2·h，酸洗腐蝕總量≤72 g/m2；除垢率≥95%。

2.3 酸洗流程示意圖

采用2臺(tái)換熱器串聯(lián)的方式進(jìn)行酸洗，酸洗時(shí)保持低進(jìn)高出，沖洗時(shí)切換到高進(jìn)低出狀態(tài)，以達(dá)到干凈效果。

泵站→1#換熱器→2#換熱器→泵站

2.4 酸洗步驟

2.4.1 化學(xué)酸洗工藝過(guò)程及分析監(jiān)測(cè)

臨時(shí)系統(tǒng)→系統(tǒng)水沖洗及檢漏→酸洗→水沖洗

2.4.2 建立酸洗臨時(shí)系統(tǒng)

將要酸洗的設(shè)備及相關(guān)管線建立臨時(shí)酸洗系統(tǒng)，使該臨時(shí)酸洗系統(tǒng)與酸洗泵站構(gòu)成一個(gè)循環(huán)回路。當(dāng)進(jìn)出水濁度基本一致時(shí)，即可結(jié)束該步工序。

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：澄清度：目測(cè)1次/5 min

2.4.3 系統(tǒng)水沖洗及檢漏

系統(tǒng)水沖洗及檢漏的目的是除去系統(tǒng)中的積灰、泥沙、脫落的金屬氧化物等污垢，同時(shí)在模擬酸洗狀態(tài)下，檢查酸洗系統(tǒng)中是否有泄漏及酸洗循環(huán)系統(tǒng)是否暢通。

水沖洗：根據(jù)設(shè)計(jì)要求建立臨時(shí)系統(tǒng)，然后進(jìn)行水沖洗。酸洗前應(yīng)將不參加酸洗的設(shè)備及管線進(jìn)行水封，并關(guān)好相關(guān)的閥門(mén)；各排污點(diǎn)及排氣閥定時(shí)排放。水沖洗至目測(cè)出水與進(jìn)水的澄清度相近時(shí)結(jié)束。

確認(rèn)酸洗系統(tǒng)再無(wú)泄漏點(diǎn)后，進(jìn)行系統(tǒng)水沖洗工序，水力沖洗還可發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)或安裝過(guò)程中存在的一些問(wèn)題。檢查系統(tǒng)中是否有氣阻、死角、短路及堵死等情況，若發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，立即處理，待問(wèn)題解決后才能進(jìn)行下一步工作。

2.4.4 酸洗過(guò)程

應(yīng)用某公司專有的酸洗技術(shù)，通過(guò)加入緩蝕劑和還原劑等，解決了金屬在酸洗時(shí)氫離子腐蝕和三價(jià)鐵離子加速腐蝕的問(wèn)題。

水沖洗結(jié)束后，調(diào)整系統(tǒng)處于正循環(huán)狀態(tài)，掛入酸洗掛片，先加入緩蝕劑，待混合均勻后，再依次加入各種酸洗藥劑。

1)操作順序：采用兩臺(tái)換熱器串聯(lián)進(jìn)行酸洗。

①在酸洗配液槽中投入酸洗藥劑，進(jìn)行循環(huán)配制酸洗液，同時(shí)分析化驗(yàn)酸濃度。

②以上述方法逐步將酸洗藥劑加入酸洗系統(tǒng)中。

③酸洗藥劑加完，并有酸洗回液后(系統(tǒng)水量不足的補(bǔ)水)，進(jìn)行循環(huán)酸洗工序。

④同時(shí)掛入與酸洗設(shè)備材質(zhì)相同或相似的標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試片和監(jiān)視管段，以便對(duì)酸洗效果適時(shí)監(jiān)控。

2)注意事項(xiàng)：在化學(xué)酸洗的酸洗過(guò)程中，要定時(shí)檢查酸洗系統(tǒng)的漏點(diǎn)、濃度、腐蝕率、溶垢效果等各項(xiàng)參數(shù)。在酸洗過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制操作的壓力、流速和排放量。

表1 酸洗時(shí)控制監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目及工藝指標(biāo)

3)酸洗的終點(diǎn)判定：在1 h內(nèi)，當(dāng)連續(xù)兩次取樣檢測(cè)的酸濃度及鐵離子濃度基本不變時(shí)(絕對(duì)差值小于0.2%)，同時(shí)監(jiān)視管段清潔度達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，可結(jié)束酸洗。

4)應(yīng)急措施：在酸洗過(guò)程中，若測(cè)得的Fe3+離子濃度大于500 ppm，應(yīng)及時(shí)添加Fe3+離子還原劑(如：Na2SO3等)或置換部分酸洗液，使Fe3+離子濃度小于500 ppm。

5)水沖洗：酸洗結(jié)束后，用清水將酸洗液頂出，然后充入新鮮水進(jìn)行沖洗，目的是除去殘留的酸洗液及洗落的固體顆粒。當(dāng)出水pH值接近中性(pH=6～9)并澄清時(shí)即可結(jié)束。

監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：pH 值 1次/10 min

3 驗(yàn)收及相關(guān)數(shù)據(jù)

對(duì)可見(jiàn)部分進(jìn)行直觀檢查，確定酸洗效果，對(duì)拆裝部分進(jìn)行還原復(fù)位。

3.1 酸洗掛片

表2 化學(xué)酸洗掛片數(shù)據(jù)

注：掛片表面積為0.0028 m2。

酸洗掛片腐蝕速率遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，保證了此次化學(xué)酸洗的安全。

3.2 鈣離子變化曲線

表3 化學(xué)酸洗過(guò)程中水質(zhì)分析數(shù)據(jù)

由鈣離子數(shù)據(jù)可以看出，7月14日早上9點(diǎn)和8點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)相差很小，酸洗結(jié)束，共反應(yīng)掉351.85 kg的垢。

圖2 鈣離子變化曲線圖

3.3 廢酸處理

按照，廢酸中和后(pH=6～7)排放至粉煤灰渣場(chǎng)。

3.4 效果驗(yàn)證

表4 1#換熱器酸洗前后及其正常使用的0#換熱器對(duì)比數(shù)據(jù)

注：循環(huán)水進(jìn)口處壓力低說(shuō)明進(jìn)水通暢；0#換熱器是新型波紋管換熱器，投用時(shí)間為一年，尚未結(jié)疤。

酸洗后于7月14日上午10:00對(duì)1#鹵水換熱器走水試驗(yàn)，試驗(yàn)前循環(huán)水全部走0#鹵水換熱器(新?lián)Q熱器)，進(jìn)換熱器處循環(huán)水壓力0.142 MPa，流量200 m3/h；

試驗(yàn)時(shí)關(guān)閉0#鹵水換熱器循環(huán)水，全部進(jìn)1#鹵水換熱器，壓力0.152 MPa,流量176 m3/h；說(shuō)明1#鹵水換熱器循環(huán)水側(cè)基本暢通。

通過(guò)14日試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，鹵水換熱器酸洗比較成功，達(dá)到預(yù)期效果；試驗(yàn)后0#、1#鹵水換熱器運(yùn)行。循環(huán)水進(jìn)出口溫差20 ℃，鹵水流量180 m3/h，溫升為15 ℃，滿足生產(chǎn)要求。

2#換熱器效果優(yōu)于1#換熱器，車(chē)間現(xiàn)運(yùn)行0#、1#換熱器，對(duì)2#換熱器管程進(jìn)行水洗、浸泡、排空后處于備用狀態(tài)。

4 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益分析

1#、2#換熱器因結(jié)疤嚴(yán)重失去使用價(jià)值，更新兩臺(tái)要60萬(wàn)左右(不含安裝配管等費(fèi)用)，對(duì)1#、2#換熱器管程清理花費(fèi)6萬(wàn)元，酸洗花費(fèi)8萬(wàn)元，共計(jì)14.0萬(wàn)元，節(jié)約費(fèi)用為46萬(wàn)元。

對(duì)于換熱器，本身沒(méi)有腐蝕損失，清理后依然呈現(xiàn)出金屬本身光澤，但使用三年后管殼程存在結(jié)疤情況，因此在以后生產(chǎn)中，定期對(duì)其管程進(jìn)行酸洗，對(duì)其殼程進(jìn)行清理，確保其好用。