轉化氣蒸汽發生器管束清洗方案探究

李 聰，孫亞玲，楊朝康

（中國石油大港石化公司第二聯合車間，天津 300280）

1 換熱器結構

1.1 換熱器總體概況

大港石化公司轉化氣蒸汽發生器投用于2008 年7 月，經過6 次拆檢吹灰清理，最后一次吹灰時間為2014 年5 月，至本次檢修已連續使用3 年。使用過程中發現其換熱效果越來越差，熱介質換熱后溫度由原來360 ℃提高至380 ℃，難以實現溫度控制。

該換熱器是一臺固定管板式換熱器。其中管束部分包括內徑282 mm 的中心管與444 根內徑28 mm 的換熱管組成。管束兩端管箱內襯有耐高溫的襯里，并有不銹鋼護板覆蓋在襯里表面，壓緊襯里防止脫落。高溫轉化氣（750 ℃）由換熱器左側進入管束，與殼程的鍋爐水換熱，低溫轉化氣（360 ℃）從管束右側流出，進入后續流程設備。

1.2 換熱管結構

換熱管主體為Φ38 mm×5 mm 的15CrMo 管，兩端使用Al2O3 隔熱陶瓷套管穿過襯里，陶瓷套管內徑為Φ19 mm。套管前端拆入換熱管內，外部及喇叭口部分穿過襯里連接管箱，使換熱管形成了兩端縮徑的結構。

圖1 陶瓷套管結構

圖2 陶瓷套管與換熱管連接

2 換熱管束疏通方案

經拆檢發現，444 根換熱管中有43 根堵死完全不通，其余結垢嚴重，換熱效果損失較大。鑒于此，檢修單位制定方案，先行疏通，再進行除垢。疏通工具采用Φ12 mm 鋼釬，自右側伸入換熱管，人工向左疏通。

由于陶瓷套管在換熱管兩端形成的縮頸，為防止鋼釬捅壞陶瓷套管，需要準確保證鋼釬伸入長度。經過查閱圖紙，換熱管自最右端護板開始計算，至左側陶瓷套管最深處，總長度6230 mm。將鋼釬自一端開始測量，在6230 mm 長度位置處標記，鋼釬最大伸入深度不超過標記就能保證不破壞陶瓷套管。

經人工反復疏通，除1 根管完全堵死，其余均已疏通完畢。

3 換熱管束清灰方案

由于該換熱管工作環境完全無水，工作溫度360 ℃，結構內部存在不耐水的襯里。對于清灰方案，承包施工方與屬地方均不敢輕易嘗試高壓水清洗方式，所以受先選用風吹方案。

3.1 風壓吹掃

大港石化工業風壓力為0.5 MPa，壓力較低，承包方采用電壓風車提供1.0 MPa 壓縮空氣。使用Φ12 mm 膠管，頭部接50 mm 長鋼管作為噴頭，將鋼管頭部砸扁以提高壓縮空氣的噴出速度。經反復吹掃后，內窺鏡觀測換熱管，緊緊將浮灰吹出，內部結垢仍未徹底清理，所以該方案效果不佳。

3.2 毛刷清理

另行采購外徑18 mm 鋼絲刷，綁在鋼釬頭部，人工進行刷洗。由于內部結垢及其嚴重，鋼刷伸入換熱管后阻力較大、刷洗困難。鋼絲刷抽出換熱管時，卡在外端陶瓷套管凸臺上難以拔出，致使鋼絲刷從鋼釬脫落卡在換熱管內。因為操作困難且易卡瑟異物堵管，所以放棄該方案。

3.3 鋼片清理

將厚2 mm、寬1.1 mm、長400 mm 的不銹鋼鋼片焊接在鋼釬頭部，防止其脫落堵管。將該鋼片伸入換熱管，轉動鋼釬，利用鋼片變形在換熱管內壁上刮擦，以期將掛壁的垢刮下后，用風吹出。經實驗，前兩根管效果良好，第三根管時因結垢過于牢固，出現鋼片在管內扭曲成團，無法前進也無法后退，最終扯斷鋼片以失敗告終。

3.4 高壓水清洗

經過數次嘗試，最終被迫采用高壓水清洗的方案。水清洗方案最大的難點在于擔心破壞襯里。右端管箱內有金屬護板保護，端面有蓋板保護，清洗水浸入襯里的主要途徑為陶瓷套管與換熱管連接處的縫隙。經主管部門聯合研究，最終決定采用后噴式水槍頭，帶動高壓水管向前行進，避免水流至左側管箱，在右側管箱設置抽水機，連續抽水，清洗完畢后采用電加熱設備逐步升溫烘干襯里。

施工單位跳高噴水壓力，降低噴水量，采用小槍頭，在高壓管外壁標記6230 mm 的長度位置，防止高壓水槍碰壞對面陶瓷套管。經過兩次全面清洗，除兩根換熱管外，全部清洗干凈。

4 后續處理

清洗完畢后，采用兩端管箱同時加熱，左端鼓風右端開口的方式，將熱風送入換熱管。嚴格按照升溫曲線，進行烘干操作。

之后進行管束渦流檢測，探測出有9 根管由于嚴重的垢下腐蝕，管壁厚度損失超過40%，故進行兩端堵管。將陶瓷套管敲碎后用不銹鋼堵頭伸入襯里對換熱管進行封堵。堵管的部分堵頭外用襯里料全部封滿，防止過熱損壞。

經開工數據總結，未發現換熱器有內漏損壞的情況發生，外部檢測沒有熱點。即襯里保護良好，且換熱效果恢復至原始設計值。

5 結論

經過多次嘗試總結，對于同類換熱器換熱管可以采用高壓水清洗的方式進行，注意事項主要就是盡快抽走存水，減少浸泡，并按照升溫曲線進行烘干即可。