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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

我公司鹽水車間使用部分地下鹵水配以生產(chǎn)水用來化鹽，地下鹵水溫度在18～25 ℃之間，直接化鹽溫度較低，達不到要求。故增加三臺換熱器(換熱器型號：BFMH1100-1.0-399-6.0/25-4，管程走鹵水，殼程走循環(huán)水)，與重堿車間氨冷器出來的熱水進行間接換熱。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)熱負荷，取得了較好的效果。但經(jīng)過長期運行，換熱器結(jié)垢非常嚴重。打開換熱器封頭對兩臺換熱器管程進行高壓清洗，保證所有管程暢通且無結(jié)垢，但因管束為固定式的，無法抽出，因此殼程無法清理。換熱效果依然不佳，打開循環(huán)水側(cè)短節(jié)發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水側(cè)結(jié)疤嚴重。鹽水車間決定對換熱器殼程進行化學(xué)在線酸洗，去除水垢提高換熱效率滿足生產(chǎn)需要。

2 酸洗過程

2.1 酸洗條件準備

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：通過噸桶將酸洗廢液倒入酸堿中和池。

對將要酸洗的設(shè)備系統(tǒng)進行詳細檢查，并進行水壓試驗合格后，管線及連接部位有無泄漏、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 酸洗標準

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臺換熱器串聯(lián)的方式進行酸洗，酸洗時保持低進高出，沖洗時切換到高進低出狀態(tài)，以達到干凈效果。

泵站→1#換熱器→2#換熱器→泵站

2.4 酸洗步驟

2.4.1 化學(xué)酸洗工藝過程及分析監(jiān)測

臨時系統(tǒng)→系統(tǒng)水沖洗及檢漏→酸洗→水沖洗

2.4.2 建立酸洗臨時系統(tǒng)

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

監(jiān)測項目：澄清度：目測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)計要求建立臨時系統(tǒng)，然后進行水沖洗。酸洗前應(yīng)將不參加酸洗的設(shè)備及管線進行水封，并關(guān)好相關(guān)的閥門；各排污點及排氣閥定時排放。水沖洗至目測出水與進水的澄清度相近時結(jié)束。

確認酸洗系統(tǒng)再無泄漏點后，進行系統(tǒng)水沖洗工序，水力沖洗還可發(fā)現(xiàn)設(shè)計或安裝過程中存在的一些問題。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)有問題，立即處理，待問題解決后才能進行下一步工作。

2.4.4 酸洗過程

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

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：采用兩臺換熱器串聯(lián)進行酸洗。

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

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)水量不足的補水)，進行循環(huán)酸洗工序。

④同時掛入與酸洗設(shè)備材質(zhì)相同或相似的標準腐蝕試片和監(jiān)視管段，以便對酸洗效果適時監(jiān)控。

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

表1 酸洗時控制監(jiān)測的項目及工藝指標

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

4)應(yīng)急措施：在酸洗過程中，若測得的Fe3+離子濃度大于500 ppm，應(yīng)及時添加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，然后充入新鮮水進行沖洗，目的是除去殘留的酸洗液及洗落的固體顆粒。當出水pH值接近中性(pH=6～9)并澄清時即可結(jié)束。

監(jiān)測項目：pH 值 1次/10 min

3 驗收及相關(guān)數(shù)據(jù)

對可見部分進行直觀檢查，確定酸洗效果，對拆裝部分進行還原復(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低于國家標準，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點和8點采樣數(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。

3.4 效果驗證

表4 1#換熱器酸洗前后及其正常使用的0#換熱器對比數(shù)據(jù)

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

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

試驗時關(guān)閉0#鹵水換熱器循環(huán)水，全部進1#鹵水換熱器，壓力0.152 MPa,流量176 m3/h；說明1#鹵水換熱器循環(huán)水側(cè)基本暢通。

通過14日試驗數(shù)據(jù)看，鹵水換熱器酸洗比較成功，達到預(yù)期效果；試驗后0#、1#鹵水換熱器運行。循環(huán)水進出口溫差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，車間現(xiàn)運行0#、1#換熱器，對2#換熱器管程進行水洗、浸泡、排空后處于備用狀態(tài)。

4 項目經(jīng)濟效益分析

1#、2#換熱器因結(jié)疤嚴重失去使用價值，更新兩臺要60萬左右(不含安裝配管等費用)，對1#、2#換熱器管程清理花費6萬元，酸洗花費8萬元，共計14.0萬元，節(jié)約費用為46萬元。

對于換熱器，本身沒有腐蝕損失，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，定期對其管程進行酸洗，對其殼程進行清理，確保其好用。