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制氧站循環冷卻水系統水冷塔和空冷塔的化學清洗

技術應用 | 來源:本網 | 發布日期:2017-11-13 查看次數:936

核心提示:  實技術bookmark0清洗世界制氧站循環冷卻水系統水冷塔和空冷塔的化學清洗劉永紅張法臣2,楊埕婧2(1.煙臺云澤化學制品有限公司,山東煙臺264006;2.泰山玻璃纖維有限公司,山東泰安271000)本特點和作用,針對塔內填料的結垢情況,成功采用了一種通過隔離單臺設備,檢測清洗液中Ca2+、Fe2+、pH、濁度等離子濃度的變化趨勢來確定清洗終點的化學清洗方法。  制氧站的循環冷卻水主要用來冷

  實技術bookmark0清洗世界制氧站循環冷卻水系統水冷塔和空冷塔的化學清洗劉永紅張法臣2,楊埕婧2(1.煙臺云澤化學制品有限公司,山東煙臺264006;2.泰山玻璃纖維有限公司,山東泰安271000)本特點和作用,針對塔內填料的結垢情況,成功采用了一種通過隔離單臺設備,檢測清洗液中Ca2+、Fe2+、pH、濁度等離子濃度的變化趨勢來確定清洗終點的化學清洗方法。

  制氧站的循環冷卻水主要用來冷卻空壓機、冷凍機組等其它設備和給空氣預冷。給空氣預冷一般通過空冷塔來實現,空氣經自潔式空氣過濾器除去灰塵和一些雜質后進入離心式壓縮機,壓縮后的氣體在空冷塔中進行冷卻、洗滌,經降溫和清洗后的空氣進入分子篩,進1步吸附其中的C2、碳氫化合物和水分,最后進入空分塔分餾00.制氧站的循環冷卻水一般采用敞開式系統,由于循環水和空氣在冷卻塔、空冷塔中進行了充分的接觸,特別是空冷塔對空氣的洗滌作用使大量的灰塵和雜質進入冷卻水中導致循環水的濁度偏高,水中溶解氧含量也處于較高水平,致使循環水的腐蝕性不但增強,并且極易滋生菌藻;冷卻水系統般采用軟化水作補充水,其堿度、含鹽量偏高,這樣極易在塔內填料表面形成黏泥和鹽類物沉積。

  如果水冷塔內填料結垢將會使冷凍水水溫持續偏高,導致進入空分塔的空氣溫度升高,影響空分設備的分離效率;如果空冷塔內填料發生結垢將會導致原料空氣中帶水,嚴重時會污染分子篩造成生產事故0. 1空冷塔和水冷塔的基本情況某制氧站自2006年投產以來,冷卻水系統運行―直正常,目前發現水冷塔冷凍水出水溫度偏高;水冷塔頂部飄水非常嚴重,落到地面的水滴風干后呈白色;進分子篩前的檢水器有水析出。據此判定水冷塔和空冷塔內的填料可能結垢。

  1.1水冷塔和空冷塔水冷塔和空冷塔是制氧站冷卻水系統中兩個重要的設施:水冷塔(如)用來制備冷凍水(有的還需冷水機組進一步降溫)供空冷塔冷卻熱空氣使用,水冷塔內裝有聚丙烯塑料填料,冷卻水被污氮、氮氣冷卻后,冷凍水出水溫度一般在8~15°C1.空冷塔(如)用來冷卻高溫熱空氣,塔內共裝有三層填料,下層是不銹鋼鮑爾環上面兩層是聚丙烯塑料鮑爾環,經壓縮后的高溫空氣進塔前溫度可達100C左右,在塔內和冷卻水(上部進水為冷凍水)進行熱交換后出塔溫度可降至10C1. 1.2水質情況該循環冷卻水系統的補充水為離子交換樹脂處理過的軟化水,為對系統的結垢狀況和垢物組成有個預判以便制定合理的清洗方案,分別對它的補充水和循環水水質進行了分析(見表1)。

  表1補充水與循環水水質分析項目補充水循環水堿度/(mg濁度/(mg電導率KxS 2清洗工藝確定2.1清洗試驗2.1.1外觀垢物通過550C灼燒后,外觀呈白色粉末或片狀,其中夾雜有些黑色顆粒異物。

  2水溶性把垢物放入裝有自來水(水溫大約5°C左右)的燒杯中,觀察發現本來粉末狀的垢物反而聚集到了塊并沉到了杯底,幾乎沒有溶解;后用玻璃棒不停攪拌后需要較長時間大部分可以逐漸溶解,剩余些大顆粒和異物雜質沒有溶解。

  如果更換燒杯中水的溫度(水溫15C以上),再把粉末和片狀垢物放入杯中觀察,粉末狀和片狀垢在水中有微小的氣泡冒出,大部分可以自行溶解,并不需要攪拌,當然那些異物雜質并沒有溶解。

  3酸溶性把垢物放入裝有清洗劑的燒杯中觀察發現,粉末狀和片狀垢物周圍有大量的氣泡冒出并快速全部溶解,只有少量的沙粒異物沒有溶解。

  4垢物組成通過對垢物化驗分析其組成(見表2)并結合循環水系統的運行狀況分析可知,由于循環水的堿度、含鹽量較高,水冷塔長期處于低溫狀態,致使一些鹽類物容易析出沉積,再加上循環水的黏泥和菌藻滋生,判定這些垢物為鈣、鎂、鋅、鈉無機鹽類沉積和異物(砂粒和菌藻黏泥)的混合體。

  表2垢物化驗分析結果成分質量分數/% 550C灼燒減量可溶于酸酸不溶物2.2清洗工藝由于黏泥剝離劑和清洗劑中含有一些表面活性劑和滲透劑,為防止泡沫夾帶進入分子篩造成生產事故,因此不停車在線清洗方案被否決。水冷塔和空冷塔高達數十米,其中填料也有幾百立方米,如果把填料全部扒出來清洗,不但操作難度和勞動強度大而且耗時太長,因此決定利用停車檢修期間采用隔離單臺設備的方法進行清洗0.清洗工藝流程如所示。

  3清洗過程3.1清洗前準備循環水系統停車后,分別把進、出水冷塔和空冷塔的冷卻水閥門和氣體閥門關閉(特別是空冷塔的出氣閥門以免污染分子篩)使設備從系統中單獨割離出來。

  打開塔上的人孔再一次查看內部填料的結垢情況,如污物在填料上附著狀態、結合是否牢固、在塔內的分布情況等;查看塔內填料上面噴淋裝置的步水器小孔有無堵塞現象。

  把水冷塔和空冷塔上的排空閥和上部人孔打開,按照清洗工藝流程圖連接好設備并檢驗清洗系統管線有無泄漏。

  3.2黏泥剝離首先在清洗槽內注入部分清水(使用剛停車循環水池中的水)進行循環。5~1h,取水樣分析水中Ca2+、Fe2+、pH、濁度等指標并做好記錄。

  把黏泥剝離劑加入清洗槽中,投加濃度150mg/L,每隔0. 5h取水樣化驗分析一次,其間注意觀察清洗液中產生的泡沫多少,適時投加消泡劑。

  分析水中濁度等指標的變化趨勢(見),當濁度等指標的上升趨勢處于平臺期時可以確定黏泥剝離結束,然后把清洗液排放置換。

  3.3酸洗除垢分別在清洗槽和水冷塔、空冷塔中安裝監測掛片(用于監測清洗過程中設備的腐蝕情況),然后把清洗劑加入清洗槽中,清洗劑添加質量分數5% ~8%,開泵循環。

  5h取水樣分析,同+Fe3+、Na+、pH、濁度、清洗劑濃度等指標并做好記錄,依據檢測結果適時補加清洗劑。

  ⑶依據化驗數據分析水中Fe2+ +Fe3+、濁度、Ca2+等指標的變化趨勢(見),當它們上升趨勢處于平臺期時可以確定為清洗終點。

  設備清洗結束后馬上把清洗液排放干凈,加入清水(正常運行時的補充水),強力沖洗置換,在設備內部多點取樣檢測水的pH和濁度并和清水數據對比,直至塔內水質分析數據和清水一致。

  3.5防腐保護沖洗干凈后在清洗槽中加入緩蝕劑進行循環一段時間后再浸泡1~2h,最后通過適當排放轉入正常運行。

  4清洗效果清洗結束后打開水冷塔和空冷塔不同部位的人孔檢查發現填料表面的垢污已基本清除,塔內冷卻水噴淋分布均勻。

  開車運行后觀察水冷塔頂部淋水很輕,塔內氣阻變小,冷凍水出水溫度降低至正常范圍;空冷塔出氣溫度恢復正常。

  通過對塔內和清洗槽內監測掛片處理,顯示其腐蝕率分別為0.51gm2h)和0.82gm2h),可見清洗過程中對設備的腐蝕是輕微的4. 5建議為保證生產安全,制氧站循環冷卻水系統的水冷塔和空冷塔清洗最好采用停車隔離單臺設備的方式進行。

  清洗前的準備工作非常重要,如連接管路是否通暢有無泄漏,排污地點是否預先確定直接關系到清洗結束時清洗液能否馬上排出以免造成設備的清洗時可以使用剛停車水池中的循環水,因為它的水溫較高(特別是冬天清洗時),這樣不但節約用水而且還可以提高清洗效果縮短清洗時間。

  清洗結束后對設備的沖洗非常重要,因為設備內部難免有一些‘’死角“,如果沖洗不徹底極易造成某些部位的”清洗損壞“,避免功虧簣。


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