螺旋板炉气冷却器水侧酸洗的探讨

2016-12-20李敬辉

纯碱工业 2016年5期

关键词：炉气酸洗冷却器

李敬辉

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

螺旋板炉气冷却器水侧酸洗的探讨

李敬辉

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

螺旋板炉气冷却器是冷却炉气的主要设备，在生产过程中螺旋板炉气冷却器水侧经常结垢堵塞，造成循环水进水流量减少，影响螺旋板炉气冷却器冷却效果。采用8%～9%的硝酸对螺旋板炉气冷却器水侧进行酸洗。

螺旋板冷却器；炉气；结垢；硝酸；酸洗

连云港碱业有限公司目前使用5台炉气冷却器，其中， 1#、2#、3#轻灰蒸汽煅烧炉炉气冷却器为进口双相不锈钢螺旋板炉气冷却器，由日本KVROS公司生产，型号为KSH—SH，外形尺寸φ1880×7140，换热面积366 m2，1989年投入运行；0#、4#轻灰蒸汽煅烧炉炉气冷却器为波纹管炉气冷却器，由沈阳远方石油化工设备有限公司生产，在传统管壳式冷却器结构的基础上，用薄壁不锈钢波纹管取代厚壁光滑换热管，结构形式为单层，外形尺寸φ1600×7311，换热面积615 m2，分别于1997年7月、2007年8月投入运行。

1 炉气冷却器工艺流程简介

来自轻灰岗位的炉气，进入热碱液塔，被热碱液洗涤碱尘后进入母液洗涤塔，与冷母液逆流直接接触进一步洗涤，同时冷母液被预热为热母液，并蒸出部分氨和二氧化碳，然后炉气进入螺旋板炉气冷却器(0#、4#为波纹管炉气冷却器)，被循环水间接冷却，产生的冷凝液流入冷凝液槽，用冷凝液泵送往蒸馏岗位；从螺旋板炉气冷却器出来的炉气进入炉气洗涤塔，炉气在塔内被净氨洗水直接逆流洗涤后经压缩送往碳化制碱。

2 螺旋板炉气冷却器水侧结垢的原因

螺旋板炉气冷却器主要结构为上、下段螺旋气侧和上、下段夹套水侧，炉气被循环水间接冷却，循环冷却水长期在上、下段夹套水侧内形成结垢堵塞，影响螺旋板炉气冷却器冷却效果。

螺旋板炉气冷却器上、下段夹套水侧循环水结垢的因素有：

1)循环水的硬度与碱度同时偏高，这样导致了循环水中的成垢离子浓度积超出允许的范围。

2)阻垢剂效果不佳，或阻垢剂加入量过少。

3)循环水中硅酸根超标。

4)螺旋板炉气冷却器水侧内部循环水流速偏低，或者管程里的水分配不好。

3 循环水加药减缓垢物的形成

运行中对循环水进行水质分析，主要监控水中的钙镁离子浓度；日常运行时的杀菌也是一个重要控制环节，一旦污泥沉积或污泥形成污垢时，对冷却系统的影响极大。我厂定期在循环水中加杀菌灭藻剂SS536KS、SS115KS，阻垢缓蚀剂ZH527KS，循环水系统浓缩倍数控制在3.2倍以上，定期对循环水进行排污，加入清洁水补充。还应从以下几个方面考虑优化：

1)寻求高效稳定的阻垢缓蚀剂。

2)循环水池定期排污，加入清洁水。

3)装置冷却用的循环水，要进一步处理，投加阻垢缓蚀剂控制有机磷为4～6 mg/L，pH值为7.8～9.0之间，给水温度小于32 ℃，浓缩倍数大于3.2以上，设置旁滤系统使循环冷却水的浊度小于20 mg/L，投加杀菌灭藻剂使循环冷却水的生物粘泥小于2 mL/m3，细菌总数小于100 000个/mL，这样的循环冷却水结垢很少。

4)对于循环水系统形成的结垢问题，如果采取加入阻垢缓蚀剂时，首先，要判断是否应用条件(循环水浓缩倍数太高)超过了药剂的控制极限，阻垢剂不是万能的，超过极限后，结垢就是必然趋势了；其次，要看选择的药剂性能是否是比较好的，目前比较好的药剂可以控制循环水中的极限碳酸盐碱度为15 mmol/L，如果药剂本身的性能就比较差，自然会发生结垢趋势了。

4 螺旋板炉气冷却器水侧的酸洗

4.1 酸洗材料

1)酸洗设备1套(酸洗泵2台，开一备一，扬程50 m，流量50 m3/h，转速2 945 r/min，酸洗桶52.3 m32个)。

2)DN50胶管20 m。

3)含8%～9%硝酸的酸洗液。

4.2 酸洗步骤

1)关闭螺旋板炉气冷却器上下段进出口循环水总阀，将上、下段水侧内的循环水放净，将上、下段进出口管线加盲板隔离，避免酸洗硝酸进入循环水总管内。

2)先对下段水侧进行酸洗，将DN50胶管进口甩头接在酸洗管进口DN50不锈钢阀上，再将DN50胶管另一甩头接在下段水侧回水DN40甩头不锈钢阀上。

3)开启酸洗泵把稀硝酸打入下段水侧内，酸洗时每隔1 h测酸洗液的硝酸含量，应控制含酸量在8%～9%，不足时及时添加稀硝酸；若酸洗液浓度降低变慢，在一段时间内浓度基本不变，表示内部结垢已基本除净，可停止酸洗。

4)上段酸洗结束，停酸洗泵，将上段水侧和酸洗管内的酸液回收至酸洗桶内。并将上段水侧、酸洗管及酸洗泵用一次水置换，置换完毕后，关闭上段酸洗进口不锈钢阀、上段回水不锈钢排污阀，拆下酸洗胶管，打开上段回水不锈钢排污阀，放净上段水侧置换水。用同样的方法对下段水侧进行酸洗。

5)酸洗全部完毕，将上、下段进出口管线盲板进行拆除，打开上、下段进出口循环水总阀，螺旋板炉气冷却器投入使用。

4.3 酸洗前后效果比较

我厂利用减量检修机会，2015年7月16日对3#螺旋板炉气冷却器水侧进行酸洗，2016年4月7日对2#螺旋板炉气冷却器水侧进行酸洗，2016年5月6日对1#螺旋板炉气冷却器水侧进行酸洗，通过对螺旋板炉气冷却器水侧酸洗前、后效果进行了对比分析。从分析数据看，酸洗后螺旋板炉气冷却器冷却效果显著，循环水进水流量明显增大，主要表现在：

1)螺旋板炉气冷却器出水温度由原来的45.7 ℃(3台平均值)下降为39.5 ℃(3台平均值)，出水温度下降了6.2 ℃。

2)螺旋板炉气冷却器进水流量由原来的90.3 m3/h(3台平均值)增加到166.6 m3/h(3台平均值)，进水流量增大了76.3 m3/h。

3)螺旋板炉气冷却器出气温度由原来的44.3 ℃(3台平均值)下降为38.9 ℃(3台平均值)，出气温度下降了5.4℃。

通过酸洗螺旋板炉气冷却器水侧，解决了螺旋板炉气冷却器水侧结垢冷却效果差的问题，具体指标分析数据见表1。