EO裝置換熱器的脫脂清洗

徐永杰,徐文斌，武曉偉

（1.南京工大環(huán)境科技有限公司，江蘇南京210000；2.安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽合肥230011；3.洛陽(yáng)雙瑞特種裝備有限公司，河南洛陽(yáng)471000）

換熱器在制造、加工、焊接及安裝過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生表面油污和氧化物等油脂污垢，而高速流動(dòng)的介質(zhì)與油脂摩擦可能會(huì)發(fā)生爆炸[1]，因此，環(huán)氧乙烷（EO）裝置對(duì)設(shè)備及管線的潔凈度要求很高，設(shè)備出廠必須按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行脫脂處理，以減小安全隱患[2]。

茂名石化20萬(wàn)t/a環(huán)氧乙烷裝置共有四臺(tái)固定管板式換熱器，分別為兩臺(tái)DN2000 mm，一臺(tái)DN1600，一臺(tái)DN1400，為了保證設(shè)備本身不受損并順利完成脫脂，需合理選擇脫脂工藝。一般脫脂工藝易受溫度與脫脂劑分子濃度的影響[3-5]；另外，時(shí)間因素也是影響脫脂效率的主要因素。

1 脫脂方案

1.1 脫脂方法

設(shè)備脫脂一般有灌浸法、擦拭法、噴淋法、循環(huán)法和超聲波法[6]?；趽Q熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及外型參數(shù)，灌浸法、噴淋法都不適合本裝置的脫脂清洗；擦拭法脫脂難以達(dá)到預(yù)期的脫脂效果；超聲波法清洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)引起設(shè)備表面光潔度損傷；因而最終選擇循環(huán)法進(jìn)行脫脂，將配比好的脫脂液充滿設(shè)備內(nèi)部，并循環(huán)流動(dòng)清洗。

1.2 脫脂劑選用原則

（1）不能對(duì)容器設(shè)備本身的形態(tài)造成明顯改變。

（2）不能改變?nèi)萜髟O(shè)備本身的材質(zhì)性質(zhì)。

（3）不能腐蝕容器表面。

（4）最好無(wú)毒，成本低。

脫脂劑的選擇需滿足上述要求并同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)要求，綜合熱泵部件的脫脂經(jīng)驗(yàn)，選擇工業(yè)上應(yīng)用廣泛的金屬清洗劑與氫氧化鈉配制溶液進(jìn)行脫脂。

根據(jù)設(shè)備的油污特性，確定脫脂劑的脫脂液濃度為8%～13%，溫度為50℃～70℃。

1.3 脫脂中相關(guān)設(shè)備的改造

目標(biāo)換熱器脫脂采用循環(huán)法，考慮到設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及場(chǎng)地操作條件，決定將裝置水平放置進(jìn)行脫脂。為了保證脫脂清洗時(shí)設(shè)備內(nèi)部充滿脫脂液，在換熱器管程進(jìn)出口位置增加法蘭蓋及外伸管件，保證管件的外伸高度H大于設(shè)備半徑R。其示意及效果圖見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 設(shè)備改造示意圖

圖2 外伸管件實(shí)物

1.4 脫脂操作流程

脫脂循環(huán)采用循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)脫脂液，按圖3 搭建管道，形成獨(dú)立完整的循環(huán)清洗系統(tǒng)。關(guān)鍵操作流程如下：

（1）設(shè)備先進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

（2）水壓試驗(yàn)合格后，對(duì)目標(biāo)換熱器按圖1進(jìn)行改造，然后一端封閉，一端與過(guò)渡水槽連接。加熱過(guò)渡水槽中的脫脂液，持續(xù)向換熱器內(nèi)部充注脫脂液，直至充滿內(nèi)部空間，不存在氣室，保證脫脂效果。

（3）開(kāi)啟目標(biāo)換熱器的封閉端，與清洗管路系統(tǒng)相連通。

（4）開(kāi)啟循環(huán)泵進(jìn)行脫脂液循環(huán)，調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度，控制流量。

（5）為保證脫脂液的溫度，加熱脫脂循環(huán)中的過(guò)渡水槽。

（6）循環(huán)一個(gè)周期24 h，然后進(jìn)行脫脂檢測(cè)，確認(rèn)是否脫脂干凈。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判定合格或再循環(huán)。

（7）檢測(cè)合格后，清理脫脂液，并用潔凈水沖洗設(shè)備內(nèi)表面，最終檢測(cè)殘水pH 值≤7.5 為合格，其中沖洗不銹鋼的水需保證氯離子含量≤25 mg/L。

（8）設(shè)備排水完成后，用壓縮空氣吹掃，確保設(shè)備內(nèi)無(wú)殘留水。

圖3 脫脂流程圖

1.5 脫脂效果的判定

按脫脂驗(yàn)收規(guī)范，設(shè)備脫脂后應(yīng)當(dāng)檢驗(yàn)脫脂效果。首先目測(cè)設(shè)備內(nèi)表面已恢復(fù)金屬本色，表面清潔，無(wú)殘留氧化物焊渣等雜物；再采用波長(zhǎng)320～380 nm的紫外光照射換熱器內(nèi)表面，無(wú)紫藍(lán)色熒光為合格，說(shuō)明油污被清洗干凈[7]。

1.6 設(shè)備的存放及運(yùn)輸

換熱器內(nèi)部脫脂清洗完成，且吹掃干燥后，應(yīng)及時(shí)用薄不銹鋼板和適當(dāng)?shù)? mm橡膠墊片與管口法蘭用螺栓緊固，螺紋接頭必須用絲堵塞住，以避免二次污染。

管殼程分別充入0.1 MPa 的氮?dú)猓缓?，設(shè)備固定于特制鞍座上，充氮運(yùn)輸。途中棚布覆蓋，防塵、防雨、防污。

1.7 安全規(guī)定

脫脂作業(yè)過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患，為了確保工作人員的人身安全，有必要做好詳細(xì)的安全舉措。

（1）參加脫脂施工的人員要進(jìn)行技術(shù)交底和安全培訓(xùn)，并嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工。同時(shí)告知項(xiàng)目監(jiān)理人員進(jìn)行脫脂見(jiàn)證。

（2）脫脂劑的存放：氫氧化鈉擺放時(shí)應(yīng)在下方用木質(zhì)基礎(chǔ)墊高，金屬清洗劑應(yīng)置于陰涼、避光、通風(fēng)的庫(kù)房，并與氫氧化鈉分開(kāi)存放，并且使用具有產(chǎn)品質(zhì)量證明文件的合格脫脂劑。

（3）脫脂現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)清除所有易燃易爆物品和脫脂無(wú)關(guān)的雜物，劃出作業(yè)區(qū)域，無(wú)關(guān)人員不得入內(nèi)，并設(shè)置操作警示牌，做好防火、防爆、防毒措施。

（4）由于脫脂劑易污染和灼傷皮膚，工作時(shí)脫脂人員應(yīng)穿戴防護(hù)工作服。

2 成本分析

換熱器脫脂過(guò)程歷時(shí)5天，但前期項(xiàng)目報(bào)價(jià)及工藝方案的確定和準(zhǔn)備工作耗時(shí)也不短。脫脂完成后容器工藝組對(duì)脫脂整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了成本核算，詳見(jiàn)表1。

表1 成本核算

3 結(jié)論

針對(duì)茂名石化EO 裝置的脫脂處理，采用循環(huán)法堿洗脫脂的清洗工藝，清洗效果好，脫脂徹底，達(dá)到了預(yù)期的清洗效果。

根據(jù)清洗設(shè)備特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)方案，使整個(gè)脫脂過(guò)程高效率、高質(zhì)量。同時(shí)，降低了清洗費(fèi)用，節(jié)約了能源，大大減少了整個(gè)項(xiàng)目的成本。