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    油汽(水)換熱器酸洗工藝的研究與分析

    點擊:1643 日期:[ 2014-04-26 22:21:29 ]
                                 油汽(水)換熱器酸洗工藝的研究與分析                        岳桂杰(蘭州城市學院工學系,甘肅蘭州 730070)       摘要:油汽(水)換熱器結垢問題是影響換熱器正常運行的主要原因,常規清垢方法工期長、費用高。本文通過地層水分析和現場垢樣化驗,得出換熱器垢型,選出酸洗配方及配套工藝技術措施?,F場使用證明該工藝除垢效果好、時間短、費用低。     關鍵詞:換熱器;結垢;化學清洗     浮頭式換熱器主要用于輸油管線原油升溫,結垢是影響換熱器正常工作的主要原因,采用機械清垢或更換換熱管的辦法工期長、費用高,需要探索出一條含油水垢清洗的新路子,根據地層水分析結果和對油汽換熱器垢樣取樣化驗,我們認定油汽(水)換熱器的水垢是以碳酸鹽水垢為主的含油水垢。     1 酸洗配方的確定     對壓力容器的酸洗,目前國家無統一的規定,因此我們在酸洗過程中執行《低壓鍋爐化學清洗規則》。根據水垢的組成,我們確定了以鹽酸為除垢劑的主要成份、以緩蝕劑來減少鹽酸腐蝕、以表面活性劑將油垢的親油憎水性質改為親油親水性的技術路線。     其溶解水垢的機理為:     鹽酸與水垢反應生成氯化鈣、氯化鎂:     CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O     MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O     由于油垢具有親油憎水的性質,上述反應在不加表面活性劑時有效接觸面積很少,反應很慢。在酸洗液中加入了表面活性劑后,能使酸洗液滲入到水垢的油保護層內,并使保護層脆弱、變皺、破壞,酸洗液與水垢的接觸增加,化學反應速度加快。     我們對酸液配方進行了反復試驗(試驗結果見表1),最后得出以下配方:                        鹽酸HCl,質量百分比濃度5%     緩蝕劑 B-125,質量百分比濃度0.8%     表面活性劑 AP221,質量百分比濃度2%     按該配方室內評價,配制成250ml溶液,常溫攪拌,掛片試驗4小時。掛片質量為:     m始=19.8560g,m末=19.8365g掛片表面積為:     A=28.3×10-4m2     腐蝕率=(19.8560-19.8365)/(4×28.3×10-4)=1.72g/m2.h     掛片表面無坑蝕現象。     同時對換熱器的垢樣進行室內溶解試驗,發現該酸洗配方能迅速溶解水垢,溶解率達90%。                          根據以上試驗,得出該酸液配方具備下列性能:     1能溶解85%以上的油垢,僅有少量不溶物質。2用掛片測出的金屬腐蝕速度的平均值為1.72g/m2.h,遠遠低于《規則》中規定的10g/m2.h的要求。3腐蝕試片表面無點蝕痕跡。     因此,該配方符合《低壓鍋爐化學清洗規則》要求,可用于換熱器酸洗。     2 換熱器酸洗的工藝過程1配制酸洗液。在一定容積的塑料桶內將破乳劑、緩蝕劑按規定的比例加入鹽酸中,攪拌,以保證藥劑混合均勻。2清洗換熱器中的原油。如原油凝結需對換熱器供熱,待原油熔化后再清洗,并注意在酸洗過程中要保證換熱器不驟冷驟熱。     3 采用強制循環的方法進行清洗,該系統由清洗液箱、酸洗泵、臨時清洗管道(采用規格為1/2″或3/4″的膠皮管)和換熱器組成(見圖1),酸洗結束以出口氣泡量比較少為合格標準,一般為1.5~3h。     4 在清洗液箱中加入純堿,并循環1小時以上,使清洗液pH值介于5--10之間,以減少酸性清洗液站內污水回收系統的腐蝕。     5 酸洗后用清水沖洗換熱器。排出的水進站內污水回收系統或隔油池。以出口水變清(但時間不低于30分鐘)為標準停止沖洗。     6 酸洗后的換熱器應用Na3PO4·12H2O進行金屬鈍化。配制0.3%的Na3PO4·12H2O溶液,升溫至80~90℃,鈍化4小時。此時整個化學清洗過程全部結束。     3 注意事項     1 清洗液箱容積大于300公升,以保證酸液在向清洗液箱加酸時一定的稀釋容積,不造成短時間酸濃度過高。     2 酸洗前應將整個系統先充滿水,并建立循環以保證系統嚴密不漏。關閉蒸汽(或熱水)閥門,使循環水的溫度低于50℃,如溫度過高則在酸洗時將加重腐蝕。     4 使用效果分析酸洗前后各站浮頭式換熱器的運行參數對比列于表3。     從表3可以看出,酸洗前后換熱器通過流量無明顯變化,但換熱溫度有較大的提高。說明了結垢大大地影響著換熱器的傳熱能力。     而對整個管網阻力(或對流量)的影響相對較小。                        5 結論及建議     1 酸洗時的腐蝕速度為1.72g/m2.h,遠遠低于10g/m2.h的標準,腐蝕較小且無點蝕現象。     2 除垢效果較好,但差別較大。從酸洗后換熱器來看,對未完全堵塞的換熱管或管板除垢效果明顯,基本能完全清除。酸洗法對已經被水垢完全堵塞的換熱管起不到除垢效果。     3 由于廢酸用堿水中和,對環境基本無污染。     4 除垢時間短、費用低。     [參考文獻]      [1] 低壓鍋爐化學清洗規則.
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