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氮压机冷却器在线清洗实践

2019-11-27 09:18:21浏览:15 来源:清洗联盟   

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氮压机冷却器在线清洗实践

摘要:对新钢气体厂氮压机冷却器结垢的原因进行系统分析,选用高效除垢剂和恩第150清洗剂采取交替循环与浸泡的方式对冷却器进行了在线清洗,获得了与拆卸冷却器清洗时的同样效果。氮压机冷却器清洗

0、前言

新钢气体厂现有5套空分设备,其中1套6000Nm3/h(目前停用)、1套18000Nm3/h、1套24000Nm3/h、2套25000Nm3/h,相应配套英格索兰氮气压缩机(以下简称氮压机)6台,分别为1台11000Nm3/h、5台24000Nm3/h。除2台24000Nm3/h氮压机已被改造为低压氮透机(0.8MPa)外,其余均为中压氮压机(2.5MPa),中压氮压机为5级压缩,前4级为英格索兰内置高效冷却器。

氮压机冷却水采用内部循环方式,水体浊度采用旁通无阀过滤器净化,水质采用化学方法进行水处理,并使用计量泵连续性地加入ZT-305阻垢缓蚀剂。水质量控制指标。

1、现状

1. 1设备整体状况

新钢气体厂氮压机的整体结构高度集成,布局较为集中,压缩机、电机及冷却器均安装在1块基座板上。除第5级冷却器是独立外置之外,其余1~4级冷却器均以嵌入式安装在压缩机体内,属压缩气体走管程、冷却水走壳程结构。24000Nm3/hC452MX5型英格索兰氮压机的各级冷却器设计温差(被压缩气体出冷却器温度与冷却水进冷却器温度之差,以下同)和热量交换情况。

第4级冷却器在单位时间内所交换的热量最大、设计温差最小,而1~4级冷却器的材质与结构完全相同,主要由铜、不锈钢组成,可互换使用,因此第4级冷却器的热负荷最大,实际运行温差最大,最容易结垢。

1. 2冷却器现状

为保持内部循环水的水质,虽然采取了化学加药的水处理方式,但是在长期设备运行过程中,由于外界补充水或内部循环水水质的变化以及阻垢缓蚀剂浓度的不当,都会造成氮压机冷却器结垢,导致温差上升,尤其是在季节变化或气温突变时,更容易使冷却器温差急剧升高。新钢气体厂的几台氮压机曾出现过多次结垢问题,并先后进行过6次拆洗,耗费了大量人力物力。期间也尝试过在线清洗,即不拆卸冷却器,采用循环打药水浸泡的方法进行清洗,但效果不如拆洗方式好。原温差为20℃时,如果采用在线清洗可降低温差3~5℃,而拆卸清洗至少可以使温差降低10℃。

新钢气体厂氮压机最近一次严重结垢出现在2015年3月17日,由于环境温度上升到30℃、水温上升到28℃,正在运行的3号氮透机第4级冷却器第4级排气温度突然飙升到50℃,联锁跳车,1号氮透机也达到了46℃,不得已只有减负荷运行。为了确保机组在接下来的高温季节能稳定运行,开始认为应该采取拆卸的方式对冷却器进行彻底清洗,但后来考虑到工作量太大,还是决定尝试做一次在线清洗,若没有效果,则再考虑拆卸清洗。为了确保在线清洗效果,专业技术人员查阅了大量资料,总结分析了历次在线清洗的不足,并与外单位同行进行了积极沟通,发现很多单位也存在氮透机冷却器结垢的问题,而且在线清洗效果都不太理想。为此,专业技术人员对药剂的选择以及清洗方法进行了大胆改进,结果获得了良好的清洗效果。

2、在线清洗

2. 1清洗的种类

清除冷却器水垢的方式有很多种,主要包括机械方法和化学方法。机械方法分为两类:一类为强力清洗法,如喷丸清洗、高压水射流清洗、喷汽(砂)清洗等;另一类为软机械清洗,如钢丝刷清洗和海绵胶球清洗等。机械方法清洗的优点是可以省去化学清洗所需的药剂费用,可除去化学方法不能清除的炭化污垢和硬质垢,避免了化学清洗后清洗液带来的排放或处理问题;钢材损耗微小,不易引起被清洗设备的腐蚀。缺点是必须将设备解体,清洗时间长,费用较高,劳动强度大,特别是对于冷却水走壳程、水流路径复杂的冷却器,内部污垢清除效果不理想或无法进行清除。

化学清洗方法是指使用药剂使污垢溶解、剥离而被清除的方法,优点是能清洗到机械方法清洗不到的地方,微小的间隙也能洗到,清洗效果均匀且不会剩下沉积的颗粒形成新垢的核心;能避免机械清洗可能造成的金属表面损伤。其缺点是清洗所用的药剂可能会对冷却器材质造成腐蚀;管程或壳程全被污垢堵塞后无法进行化学清洗;因使用了各种药剂,需对清洗废液进行处理。化学清洗按所使用的药剂分为碱清洗、酸清洗、络合剂清洗和有机溶剂清洗等;按清洗方式可分为循环法、浸渍法、浪涌法、喷淋法等。据了解大多数单位均采用化学药剂浸泡、循环方法来处理冷却器结垢问题,有的单位甚至在压缩机旁单独设置了在线清洗管道设备,一旦结垢立即停下来在线清洗。

2.2药剂的选择

以前新钢气体厂氮压机冷却器在线清洗一般由专业清洗公司现场完成,药剂采用清洗公司自行配置的pH值为2~3的硝酸,不用酸度更高的酸液是考虑到腐蚀问题,怕洗穿了铜管。为了确保清洗效果,这次在线清洗决定采用专用清洗剂,即选用高效除垢剂和恩第150清洗剂(即中和液)。该除垢剂为紫色透明液体,pH值小于1,主要由质量分数为15%~20%的盐酸、5%~10%的有机酸和3%~8%的缓蚀剂组成,可迅速溶解设备内的水垢、铁锈、水泥污物、水藻、矿物质和石灰质等沉积物,且不会有类似浓盐酸和硫酸的发烟现象及使用时的危险。这种除垢剂对铜、碳钢、不锈钢等金属材料及饰面腐蚀较小(对铝及铝合金材质腐蚀较大)。该除垢剂对不同材质的腐蚀情况。

清洗剂为黄色透明液体,pH值大于14,主要由质量分数为5%~10%的表面活性剂、3%~8%的硅酸钠和2%~5%的助剂组成,属高效水基清油剂,对任何材质均无腐蚀性。鉴于这种清洗剂对金属管道腐蚀极小,因此决定采用该除垢剂原液对冷却器进行清洗浸泡。

2.3清洗过程

考虑到3号氮压机第4级冷却器温差高达29℃,且已经联锁停车,因此决定对3号氮压机的第4级和第1级(由于两级相互串通)冷却器进行在线清洗,采用设备在线循环与浸泡交替执行的方法,将清洗药剂原液从第4级冷却器的冷却水出水口引入,再从第1级进水口排出。冷却器的在线清洗。

清洗步骤如下:除垢剂循环→除垢剂浸泡→除垢剂再循环→除垢剂再浸泡→除垢剂回收→清水置换循环→再用中和液循环→中和液回收→水冲洗→设备投用。

为尽可能地发挥除垢剂的效能,采取了交替循环与浸泡的方式对冷却器进行清洗。循环法能使冷却器壁上的沉积物不断受到新鲜除垢剂的化学作用和冲刷作用使之溶解和脱落,浸泡法能将被沉积物堵死而无法接触到的区域重新导通。特别是第4步(除垢剂再浸泡)的效果很好,使那些已经进行了一个周期的浸泡且沉积在冷却器上的沉积物被扰动而去除,因此可以让该步骤持续的时间更长一些。2015年3月新钢气体厂3号氮压机冷却器清洗时间。

2.4清洗时注意事项

1)清洗选用的药剂应该有一定的针对性。要根据污垢的类型,例如是水垢、泥垢还是生物污垢或几种污垢的混合体,有针对性地选择使用一种特效药剂或混合药剂。

2)清洗使用的药剂对设备和管道的腐蚀应控制在一定的要求内,可向药剂的生产厂家索取材质腐蚀交底或做现场模拟试验,以确保设备、管道安全,不可盲目行事。

3)清洗时最好采用反复循环、浸泡等混合模式进行多次清洗,比采用单一清洗方式能获得更好的清洗效果。

4)清洗过程中应使清洗药剂尽可能地流经、浸渍冷却器水路的所有空间。为防止出现冷却器顶部的“气塞”现象,对在清洗过程中除垢剂与水垢发生反应而生成的气体,应定期在冷却器最高点处排放,并将输送皮管放置在比冷却器更高的位置(至少高出1m),这样可以确保药剂能充分淹没冷却器。在以往的清洗过程中对这一点未给予关注,认为只要进行了冲刷循环就可使药剂到达冷却器的任何地方,其实不然,未浸泡的区域仍然处于结垢状态,一旦投入运行,结垢会进一步扩大。

5)在除垢剂清洗过程中,应定期检测除垢剂的pH值。当pH值明显大于1时,可适当回收部分除垢剂,再补充一些新鲜的除垢剂,使pH值始终保持在1左右,以达到最佳的清洗效果。

6)清洗使用的药剂应尽可能回收利用,不仅可以使药剂得到最大化利用,还可以减少对环境的污染。

2.5效果

2015年3月,新钢气体厂先对3号氮压机的第1级和第4级冷却器进行了化学清洗,发现效果非常好,于是立即对1号氮压机也进行了清洗。为两台氮压机清洗前后的电机电流负荷(满负荷为250A左右)及第4级冷却器的温差情况。

清洗前后1号氮压机和3号氮压机的第4级冷却器温差均下降了10℃左右,与拆卸清洗的效果差不多,但工作量比拆卸清洗大大减少。

3、结束语

只要药剂选择得当、浸泡充分、清洗时间足够,不用拆卸冷却器也能达到较好的清洗效果。


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