螺旋板爐氣冷卻器水側酸洗的探討

李敬輝

(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

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螺旋板爐氣冷卻器水側酸洗的探討

李敬輝

(連云港堿業有限公司，江蘇連云港 222042)

螺旋板爐氣冷卻器是冷卻爐氣的主要設備，在生產過程中螺旋板爐氣冷卻器水側經常結垢堵塞，造成循環水進水流量減少，影響螺旋板爐氣冷卻器冷卻效果。采用8%～9%的硝酸對螺旋板爐氣冷卻器水側進行酸洗。

螺旋板冷卻器；爐氣；結垢；硝酸；酸洗

連云港堿業有限公司目前使用5臺爐氣冷卻器，其中， 1#、2#、3#輕灰蒸汽煅燒爐爐氣冷卻器為進口雙相不銹鋼螺旋板爐氣冷卻器，由日本KVROS公司生產，型號為KSH—SH，外形尺寸φ1880×7140，換熱面積366 m2，1989年投入運行；0#、4#輕灰蒸汽煅燒爐爐氣冷卻器為波紋管爐氣冷卻器，由沈陽遠方石油化工設備有限公司生產，在傳統管殼式冷卻器結構的基礎上，用薄壁不銹鋼波紋管取代厚壁光滑換熱管，結構形式為單層，外形尺寸φ1600×7311，換熱面積615 m2，分別于1997年7月、2007年8月投入運行。

1 爐氣冷卻器工藝流程簡介

來自輕灰崗位的爐氣，進入熱堿液塔，被熱堿液洗滌堿塵后進入母液洗滌塔，與冷母液逆流直接接觸進一步洗滌，同時冷母液被預熱為熱母液，并蒸出部分氨和二氧化碳，然后爐氣進入螺旋板爐氣冷卻器(0#、4#為波紋管爐氣冷卻器)，被循環水間接冷卻，產生的冷凝液流入冷凝液槽，用冷凝液泵送往蒸餾崗位；從螺旋板爐氣冷卻器出來的爐氣進入爐氣洗滌塔，爐氣在塔內被凈氨洗水直接逆流洗滌后經壓縮送往碳化制堿。

2 螺旋板爐氣冷卻器水側結垢的原因

螺旋板爐氣冷卻器主要結構為上、下段螺旋氣側和上、下段夾套水側，爐氣被循環水間接冷卻，循環冷卻水長期在上、下段夾套水側內形成結垢堵塞，影響螺旋板爐氣冷卻器冷卻效果。

螺旋板爐氣冷卻器上、下段夾套水側循環水結垢的因素有：

1)循環水的硬度與堿度同時偏高，這樣導致了循環水中的成垢離子濃度積超出允許的范圍。

2)阻垢劑效果不佳，或阻垢劑加入量過少。

3)循環水中硅酸根超標。

4)螺旋板爐氣冷卻器水側內部循環水流速偏低，或者管程里的水分配不好。

3 循環水加藥減緩垢物的形成

運行中對循環水進行水質分析，主要監控水中的鈣鎂離子濃度；日常運行時的殺菌也是一個重要控制環節，一旦污泥沉積或污泥形成污垢時，對冷卻系統的影響極大。我廠定期在循環水中加殺菌滅藻劑SS536KS、SS115KS，阻垢緩蝕劑ZH527KS，循環水系統濃縮倍數控制在3.2倍以上，定期對循環水進行排污，加入清潔水補充。還應從以下幾個方面考慮優化：

1)尋求高效穩定的阻垢緩蝕劑。

2)循環水池定期排污，加入清潔水。

3)裝置冷卻用的循環水，要進一步處理，投加阻垢緩蝕劑控制有機磷為4～6 mg/L，pH值為7.8～9.0之間，給水溫度小于32 ℃，濃縮倍數大于3.2以上，設置旁濾系統使循環冷卻水的濁度小于20 mg/L，投加殺菌滅藻劑使循環冷卻水的生物粘泥小于2 mL/m3，細菌總數小于100 000個/mL，這樣的循環冷卻水結垢很少。

4)對于循環水系統形成的結垢問題，如果采取加入阻垢緩蝕劑時，首先，要判斷是否應用條件(循環水濃縮倍數太高)超過了藥劑的控制極限，阻垢劑不是萬能的，超過極限后，結垢就是必然趨勢了；其次，要看選擇的藥劑性能是否是比較好的，目前比較好的藥劑可以控制循環水中的極限碳酸鹽堿度為15 mmol/L，如果藥劑本身的性能就比較差，自然會發生結垢趨勢了。

4 螺旋板爐氣冷卻器水側的酸洗

4.1 酸洗材料

1)酸洗設備1套(酸洗泵2臺，開一備一，揚程50 m，流量50 m3/h，轉速2 945 r/min，酸洗桶52.3 m32個)。

2)DN50膠管20 m。

3)含8%～9%硝酸的酸洗液。

4.2 酸洗步驟

1)關閉螺旋板爐氣冷卻器上下段進出口循環水總閥，將上、下段水側內的循環水放凈，將上、下段進出口管線加盲板隔離，避免酸洗硝酸進入循環水總管內。

2)先對下段水側進行酸洗，將DN50膠管進口甩頭接在酸洗管進口DN50不銹鋼閥上，再將DN50膠管另一甩頭接在下段水側回水DN40甩頭不銹鋼閥上。

3)開啟酸洗泵把稀硝酸打入下段水側內，酸洗時每隔1 h測酸洗液的硝酸含量，應控制含酸量在8%～9%，不足時及時添加稀硝酸；若酸洗液濃度降低變慢，在一段時間內濃度基本不變，表示內部結垢已基本除凈，可停止酸洗。

4)上段酸洗結束，停酸洗泵，將上段水側和酸洗管內的酸液回收至酸洗桶內。并將上段水側、酸洗管及酸洗泵用一次水置換，置換完畢后，關閉上段酸洗進口不銹鋼閥、上段回水不銹鋼排污閥，拆下酸洗膠管，打開上段回水不銹鋼排污閥，放凈上段水側置換水。用同樣的方法對下段水側進行酸洗。

5)酸洗全部完畢，將上、下段進出口管線盲板進行拆除，打開上、下段進出口循環水總閥，螺旋板爐氣冷卻器投入使用。

4.3 酸洗前后效果比較

我廠利用減量檢修機會，2015年7月16日對3#螺旋板爐氣冷卻器水側進行酸洗，2016年4月7日對2#螺旋板爐氣冷卻器水側進行酸洗，2016年5月6日對1#螺旋板爐氣冷卻器水側進行酸洗，通過對螺旋板爐氣冷卻器水側酸洗前、后效果進行了對比分析。從分析數據看，酸洗后螺旋板爐氣冷卻器冷卻效果顯著，循環水進水流量明顯增大，主要表現在：

1)螺旋板爐氣冷卻器出水溫度由原來的45.7 ℃(3臺平均值)下降為39.5 ℃(3臺平均值)，出水溫度下降了6.2 ℃。

2)螺旋板爐氣冷卻器進水流量由原來的90.3 m3/h(3臺平均值)增加到166.6 m3/h(3臺平均值)，進水流量增大了76.3 m3/h。

3)螺旋板爐氣冷卻器出氣溫度由原來的44.3 ℃(3臺平均值)下降為38.9 ℃(3臺平均值)，出氣溫度下降了5.4℃。

通過酸洗螺旋板爐氣冷卻器水側，解決了螺旋板爐氣冷卻器水側結垢冷卻效果差的問題，具體指標分析數據見表1。

表1 螺旋板爐氣冷卻器酸洗前、后效果對比分析

[1] 陳學勤.氨堿法純堿工藝[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,1989

TQ114.16

B

1005-8370(2016)05-26-02

2016-07-20

李敬輝(1976—)，本科，連云港堿業有限公司工程師。