李敬輝

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

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螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)酸洗的探討

李敬輝

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

螺旋板爐氣冷卻器是冷卻爐氣的主要設(shè)備，在生產(chǎn)過程中螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)經(jīng)常結(jié)垢堵塞，造成循環(huán)水進(jìn)水流量減少，影響螺旋板爐氣冷卻器冷卻效果。采用8%～9%的硝酸對(duì)螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)進(jìn)行酸洗。

螺旋板冷卻器；爐氣；結(jié)垢；硝酸；酸洗

連云港堿業(yè)有限公司目前使用5臺(tái)爐氣冷卻器，其中， 1#、2#、3#輕灰蒸汽煅燒爐爐氣冷卻器為進(jìn)口雙相不銹鋼螺旋板爐氣冷卻器，由日本KVROS公司生產(chǎn)，型號(hào)為KSH—SH，外形尺寸φ1880×7140，換熱面積366 m2，1989年投入運(yùn)行；0#、4#輕灰蒸汽煅燒爐爐氣冷卻器為波紋管爐氣冷卻器，由沈陽遠(yuǎn)方石油化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)，在傳統(tǒng)管殼式冷卻器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用薄壁不銹鋼波紋管取代厚壁光滑換熱管，結(jié)構(gòu)形式為單層，外形尺寸φ1600×7311，換熱面積615 m2，分別于1997年7月、2007年8月投入運(yùn)行。

1 爐氣冷卻器工藝流程簡介

來自輕灰崗位的爐氣，進(jìn)入熱堿液塔，被熱堿液洗滌堿塵后進(jìn)入母液洗滌塔，與冷母液逆流直接接觸進(jìn)一步洗滌，同時(shí)冷母液被預(yù)熱為熱母液，并蒸出部分氨和二氧化碳，然后爐氣進(jìn)入螺旋板爐氣冷卻器(0#、4#為波紋管爐氣冷卻器)，被循環(huán)水間接冷卻，產(chǎn)生的冷凝液流入冷凝液槽，用冷凝液泵送往蒸餾崗位；從螺旋板爐氣冷卻器出來的爐氣進(jìn)入爐氣洗滌塔，爐氣在塔內(nèi)被凈氨洗水直接逆流洗滌后經(jīng)壓縮送往碳化制堿。

2 螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)結(jié)垢的原因

螺旋板爐氣冷卻器主要結(jié)構(gòu)為上、下段螺旋氣側(cè)和上、下段夾套水側(cè)，爐氣被循環(huán)水間接冷卻，循環(huán)冷卻水長期在上、下段夾套水側(cè)內(nèi)形成結(jié)垢堵塞，影響螺旋板爐氣冷卻器冷卻效果。

螺旋板爐氣冷卻器上、下段夾套水側(cè)循環(huán)水結(jié)垢的因素有：

1)循環(huán)水的硬度與堿度同時(shí)偏高，這樣導(dǎo)致了循環(huán)水中的成垢離子濃度積超出允許的范圍。

2)阻垢劑效果不佳，或阻垢劑加入量過少。

3)循環(huán)水中硅酸根超標(biāo)。

4)螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)內(nèi)部循環(huán)水流速偏低，或者管程里的水分配不好。

3 循環(huán)水加藥減緩垢物的形成

運(yùn)行中對(duì)循環(huán)水進(jìn)行水質(zhì)分析，主要監(jiān)控水中的鈣鎂離子濃度；日常運(yùn)行時(shí)的殺菌也是一個(gè)重要控制環(huán)節(jié)，一旦污泥沉積或污泥形成污垢時(shí)，對(duì)冷卻系統(tǒng)的影響極大。我廠定期在循環(huán)水中加殺菌滅藻劑SS536KS、SS115KS，阻垢緩蝕劑ZH527KS，循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制在3.2倍以上，定期對(duì)循環(huán)水進(jìn)行排污，加入清潔水補(bǔ)充。還應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮優(yōu)化：

1)尋求高效穩(wěn)定的阻垢緩蝕劑。

2)循環(huán)水池定期排污，加入清潔水。

3)裝置冷卻用的循環(huán)水，要進(jìn)一步處理，投加阻垢緩蝕劑控制有機(jī)磷為4～6 mg/L，pH值為7.8～9.0之間，給水溫度小于32 ℃，濃縮倍數(shù)大于3.2以上，設(shè)置旁濾系統(tǒng)使循環(huán)冷卻水的濁度小于20 mg/L，投加殺菌滅藻劑使循環(huán)冷卻水的生物粘泥小于2 mL/m3，細(xì)菌總數(shù)小于100 000個(gè)/mL，這樣的循環(huán)冷卻水結(jié)垢很少。

4)對(duì)于循環(huán)水系統(tǒng)形成的結(jié)垢問題，如果采取加入阻垢緩蝕劑時(shí)，首先，要判斷是否應(yīng)用條件(循環(huán)水濃縮倍數(shù)太高)超過了藥劑的控制極限，阻垢劑不是萬能的，超過極限后，結(jié)垢就是必然趨勢(shì)了；其次，要看選擇的藥劑性能是否是比較好的，目前比較好的藥劑可以控制循環(huán)水中的極限碳酸鹽堿度為15 mmol/L，如果藥劑本身的性能就比較差，自然會(huì)發(fā)生結(jié)垢趨勢(shì)了。

4 螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)的酸洗

4.1 酸洗材料

1)酸洗設(shè)備1套(酸洗泵2臺(tái)，開一備一，揚(yáng)程50 m，流量50 m3/h，轉(zhuǎn)速2 945 r/min，酸洗桶52.3 m32個(gè))。

2)DN50膠管20 m。

3)含8%～9%硝酸的酸洗液。

4.2 酸洗步驟

1)關(guān)閉螺旋板爐氣冷卻器上下段進(jìn)出口循環(huán)水總閥，將上、下段水側(cè)內(nèi)的循環(huán)水放凈，將上、下段進(jìn)出口管線加盲板隔離，避免酸洗硝酸進(jìn)入循環(huán)水總管內(nèi)。

2)先對(duì)下段水側(cè)進(jìn)行酸洗，將DN50膠管進(jìn)口甩頭接在酸洗管進(jìn)口DN50不銹鋼閥上，再將DN50膠管另一甩頭接在下段水側(cè)回水DN40甩頭不銹鋼閥上。

3)開啟酸洗泵把稀硝酸打入下段水側(cè)內(nèi)，酸洗時(shí)每隔1 h測(cè)酸洗液的硝酸含量，應(yīng)控制含酸量在8%～9%，不足時(shí)及時(shí)添加稀硝酸；若酸洗液濃度降低變慢，在一段時(shí)間內(nèi)濃度基本不變，表示內(nèi)部結(jié)垢已基本除凈，可停止酸洗。

4)上段酸洗結(jié)束，停酸洗泵，將上段水側(cè)和酸洗管內(nèi)的酸液回收至酸洗桶內(nèi)。并將上段水側(cè)、酸洗管及酸洗泵用一次水置換，置換完畢后，關(guān)閉上段酸洗進(jìn)口不銹鋼閥、上段回水不銹鋼排污閥，拆下酸洗膠管，打開上段回水不銹鋼排污閥，放凈上段水側(cè)置換水。用同樣的方法對(duì)下段水側(cè)進(jìn)行酸洗。

5)酸洗全部完畢，將上、下段進(jìn)出口管線盲板進(jìn)行拆除，打開上、下段進(jìn)出口循環(huán)水總閥，螺旋板爐氣冷卻器投入使用。

4.3 酸洗前后效果比較

我廠利用減量檢修機(jī)會(huì)，2015年7月16日對(duì)3#螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)進(jìn)行酸洗，2016年4月7日對(duì)2#螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)進(jìn)行酸洗，2016年5月6日對(duì)1#螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)進(jìn)行酸洗，通過對(duì)螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)酸洗前、后效果進(jìn)行了對(duì)比分析。從分析數(shù)據(jù)看，酸洗后螺旋板爐氣冷卻器冷卻效果顯著，循環(huán)水進(jìn)水流量明顯增大，主要表現(xiàn)在：

1)螺旋板爐氣冷卻器出水溫度由原來的45.7 ℃(3臺(tái)平均值)下降為39.5 ℃(3臺(tái)平均值)，出水溫度下降了6.2 ℃。

2)螺旋板爐氣冷卻器進(jìn)水流量由原來的90.3 m3/h(3臺(tái)平均值)增加到166.6 m3/h(3臺(tái)平均值)，進(jìn)水流量增大了76.3 m3/h。

3)螺旋板爐氣冷卻器出氣溫度由原來的44.3 ℃(3臺(tái)平均值)下降為38.9 ℃(3臺(tái)平均值)，出氣溫度下降了5.4℃。

通過酸洗螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)，解決了螺旋板爐氣冷卻器水側(cè)結(jié)垢冷卻效果差的問題，具體指標(biāo)分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 螺旋板爐氣冷卻器酸洗前、后效果對(duì)比分析

[1] 陳學(xué)勤.氨堿法純堿工藝[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1989

TQ114.16

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1005-8370(2016)05-26-02

2016-07-20

李敬輝(1976—)，本科，連云港堿業(yè)有限公司工程師。