化学清洗技术在冀东油田南堡2号岛加热炉上的研究与应用

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【摘要】盘管式加热炉经长期运行，管内壁积聚大量污垢，大大降低其传热效率和使用性能。本文主要介绍化学清洗技术在加热炉除垢方面的应用，采用自行设计的工艺方案、配合相应表面活性剂及清洗剂，有效清除管内污垢，较更换设备节约成本并缩短了工期。化学清洗现场应用效果较为明显，主要表现为加热炉进出口压差降低约33%，单台加热炉单位时间过水量增大为原来的6.5倍，传热效率提高5%以上。

【关键词】加热炉 盘管 结垢 化学清洗

1 加热炉现状分析

南堡二号岛1、2#盘管式加热炉负责外输水的提温及生活用水的加热，该型号加热炉掺水加热系统有一个进水口，一个出水口，进水口集箱接四支盘管，进水流经四支盘管进入出口集箱汇总后从出口流出，每支盘管尺寸为76*4，长度为110米，管道容积约1.7方。现场调研发现阀门内壁结垢厚度约1.5cm，盘管内壁积聚的大量污垢造成了加热炉进出口压差，并严重影响加热效率及单位时间过水量。为避免更换盘管造成的工期延误，降低设备成本，我们提出了采用化学清洗去除盘管内壁污垢的方案。

2 室内探究

2.1 过水水质分析

取该加热炉具代表性的过水水样进行水质全分析，测定水样中各种离子的含量。分别计算现场环境（T=30℃，pH=7.0）下的SI、SAI指数及S值，预测碳酸钙及硫酸钙的结垢趋势，初步判定垢样主要组成成分为碳酸钙垢（表1）。

2.2 除垢与防垢试验

准确称取一定量用油垢清洗剂进行预处理后的垢样，溶于过量盐酸溶液中，反应至无气泡冒出。过滤烘干剩余残余物质，计算质量损失为97.4%，进一步表明取自加热炉内壁的垢样大部分为可溶于盐酸的碳酸盐沉淀。

考虑酸洗过程工艺要求高，控制难度较大，同时需停炉进行，延误生产进度。建议清洗后改进工艺，加强日常维护，投加阻垢缓蚀剂，减缓垢样的生成。室内模拟配制易成碳酸钙垢的水样，依据标准SY/T 5673-93抑制碳酸钙垢性能试验评定方法，评价筛选出满足南堡现场需求的HZJ-1型阻垢剂（表3）。

2.3 防腐试验

选用与加热炉管壁相同材质的N80钢片，模拟现场温度、预加药浓度，测定不同浓度盐酸洗液对管线的腐蚀情况，优选出合适的缓蚀剂和最适加药浓度。试验结果表明，选用1#缓蚀剂、盐酸加量为10%可满足现场需求。3 现场应用3.1 清洗工艺

采用表面活性剂清洗、盐酸清洗、清水冲洗、亚硝酸钠钝化工艺，清洗废液采用罐车运离清洗现场处理。清洗回路为：清洗泵 给水总管采暖进口集箱 采暖盘管 采暖出口集箱 清洗箱，在中性清洗过程中，可将进出口管线互换，实现正反循环。

3.2 工艺指标

水冲洗浊度需达到20 NTU以下，每15分钟检测pH值大于6、Fe2++Fe3+浓度低于50mg/ L时，可结束水冲洗；表面活性剂冲洗至浊度50NTU以下可结束冲洗；盐酸浓度低于3%时需更换新鲜酸液； 各阶段温度、压力，每30分钟检测、记录一次。

4 结论

（1）化学清洗技术可用于加热炉中碳酸盐垢的清洗，清洗后的加热炉进出口压差及热传导效率均有所改善，单位时间过水量由2万方/小时增大至13万方/小时，外输水温达到要求的40℃以上。

（2）加入缓蚀剂并严格控制酸洗的工艺指标，能够有效降低酸对金属材料的腐蚀。

（3）加入阻垢剂能够抑制垢样的生成。

参考文献

[1] 詹世平.锅炉的化学清洗[J].化学清洗.1999，15（4）：16-18

[2] 陆柱，蔡兰坤，陈中兴，等.水处理药剂[M].北京化学工业出版社，2002

[3] 左理胜.炉管化学清洗技术的应用[J].工业炉，2001，23（4）：32-35