制氧站循环冷却水系统水冷塔和空冷塔的化学清洗

时间:2017-11-13 14:22:00 来源:本网 添加人:admin

  实技术bookmark0清洗世界制氧站循环冷却水系统水冷塔和空冷塔的化学清洗刘永红张法臣2,杨埕婧2(1.烟台云泽化学制品有限公司,山东烟台264006;2.泰山玻璃纤维有限公司,山东泰安271000)本特点和作用,针对塔内填料的结垢情况,成功采用了一种通过隔离单台设备,检测清洗液中Ca2+、Fe2+、pH、浊度等离子浓度的变化趋势来确定清洗终点的化学清洗方法。

  制氧站的循环冷却水主要用来冷却空压机、冷冻机组等其它设备和给空气预冷。给空气预冷一般通过空冷塔来实现,空气经自洁式空气过滤器除去灰尘和一些杂质后进入离心式压缩机,压缩后的气体在空冷塔中进行冷却、洗涤,经降温和清洗后的空气进入分子筛,进1步吸附其中的C2、碳氢化合物和水分,最后进入空分塔分馏00.制氧站的循环冷却水一般采用敞开式系统,由于循环水和空气在冷却塔、空冷塔中进行了充分的接触,特别是空冷塔对空气的洗涤作用使大量的灰尘和杂质进入冷却水中导致循环水的浊度偏高,水中溶解氧含量也处于较高水平,致使循环水的腐蚀性不但增强,并且极易滋生菌藻;冷却水系统般采用软化水作补充水,其碱度、含盐量偏高,这样极易在塔内填料表面形成黏泥和盐类物沉积。

  如果水冷塔内填料结垢将会使冷冻水水温持续偏高,导致进入空分塔的空气温度升高,影响空分设备的分离效率;如果空冷塔内填料发生结垢将会导致原料空气中带水,严重时会污染分子筛造成生产事故0. 1空冷塔和水冷塔的基本情况某制氧站自2006年投产以来,冷却水系统运行―直正常,目前发现水冷塔冷冻水出水温度偏高;水冷塔顶部飘水非常严重,落到地面的水滴风干后呈白色;进分子筛前的检水器有水析出。据此判定水冷塔和空冷塔内的填料可能结垢。

  1.1水冷塔和空冷塔水冷塔和空冷塔是制氧站冷却水系统中两个重要的设施:水冷塔(如)用来制备冷冻水(有的还需冷水机组进一步降温)供空冷塔冷却热空气使用,水冷塔内装有聚丙烯塑料填料,冷却水被污氮、氮气冷却后,冷冻水出水温度一般在8~15°C1.空冷塔(如)用来冷却高温热空气,塔内共装有三层填料,下层是不锈钢鲍尔环上面两层是聚丙烯塑料鲍尔环,经压缩后的高温空气进塔前温度可达100C左右,在塔内和冷却水(上部进水为冷冻水)进行热交换后出塔温度可降至10C1. 1.2水质情况该循环冷却水系统的补充水为离子交换树脂处理过的软化水,为对系统的结垢状况和垢物组成有个预判以便制定合理的清洗方案,分别对它的补充水和循环水水质进行了分析(见表1)。

  表1补充水与循环水水质分析项目补充水循环水碱度/(mg浊度/(mg电导率KxS 2清洗工艺确定2.1清洗试验2.1.1外观垢物通过550C灼烧后,外观呈白色粉末或片状,其中夹杂有些黑色颗粒异物。

  2水溶性把垢物放入装有自来水(水温大约5°C左右)的烧杯中,观察发现本来粉末状的垢物反而聚集到了块并沉到了杯底,几乎没有溶解;后用玻璃棒不停搅拌后需要较长时间大部分可以逐渐溶解,剩余些大颗粒和异物杂质没有溶解。

  如果更换烧杯中水的温度(水温15C以上),再把粉末和片状垢物放入杯中观察,粉末状和片状垢在水中有微小的气泡冒出,大部分可以自行溶解,并不需要搅拌,当然那些异物杂质并没有溶解。

  3酸溶性把垢物放入装有清洗剂的烧杯中观察发现,粉末状和片状垢物周围有大量的气泡冒出并快速全部溶解,只有少量的沙粒异物没有溶解。

  4垢物组成通过对垢物化验分析其组成(见表2)并结合循环水系统的运行状况分析可知,由于循环水的碱度、含盐量较高,水冷塔长期处于低温状态,致使一些盐类物容易析出沉积,再加上循环水的黏泥和菌藻滋生,判定这些垢物为钙、镁、锌、钠无机盐类沉积和异物(砂粒和菌藻黏泥)的混合体。

  表2垢物化验分析结果成分质量分数/% 550C灼烧减量可溶于酸酸不溶物2.2清洗工艺由于黏泥剥离剂和清洗剂中含有一些表面活性剂和渗透剂,为防止泡沫夹带进入分子筛造成生产事故,因此不停车在线清洗方案被否决。水冷塔和空冷塔高达数十米,其中填料也有几百立方米,如果把填料全部扒出来清洗,不但操作难度和劳动强度大而且耗时太长,因此决定利用停车检修期间采用隔离单台设备的方法进行清洗0.清洗工艺流程如所示。

  3清洗过程3.1清洗前准备循环水系统停车后,分别把进、出水冷塔和空冷塔的冷却水阀门和气体阀门关闭(特别是空冷塔的出气阀门以免污染分子筛)使设备从系统中单独割离出来。

  打开塔上的人孔再一次查看内部填料的结垢情况,如污物在填料上附着状态、结合是否牢固、在塔内的分布情况等;查看塔内填料上面喷淋装置的步水器小孔有无堵塞现象。

  把水冷塔和空冷塔上的排空阀和上部人孔打开,按照清洗工艺流程图连接好设备并检验清洗系统管线有无泄漏。

  3.2黏泥剥离首先在清洗槽内注入部分清水(使用刚停车循环水池中的水)进行循环。5~1h,取水样分析水中Ca2+、Fe2+、pH、浊度等指标并做好记录。

  把黏泥剥离剂加入清洗槽中,投加浓度150mg/L,每隔0. 5h取水样化验分析一次,其间注意观察清洗液中产生的泡沫多少,适时投加消泡剂。

  分析水中浊度等指标的变化趋势(见),当浊度等指标的上升趋势处于平台期时可以确定黏泥剥离结束,然后把清洗液排放置换。

  3.3酸洗除垢分别在清洗槽和水冷塔、空冷塔中安装监测挂片(用于监测清洗过程中设备的腐蚀情况),然后把清洗剂加入清洗槽中,清洗剂添加质量分数5% ~8%,开泵循环。

  5h取水样分析,同+Fe3+、Na+、pH、浊度、清洗剂浓度等指标并做好记录,依据检测结果适时补加清洗剂。

  ⑶依据化验数据分析水中Fe2+ +Fe3+、浊度、Ca2+等指标的变化趋势(见),当它们上升趋势处于平台期时可以确定为清洗终点。

  设备清洗结束后马上把清洗液排放干净,加入清水(正常运行时的补充水),强力冲洗置换,在设备内部多点取样检测水的pH和浊度并和清水数据对比,直至塔内水质分析数据和清水一致。

  3.5防腐保护冲洗干净后在清洗槽中加入缓蚀剂进行循环一段时间后再浸泡1~2h,最后通过适当排放转入正常运行。

  4清洗效果清洗结束后打开水冷塔和空冷塔不同部位的人孔检查发现填料表面的垢污已基本清除,塔内冷却水喷淋分布均匀。

  开车运行后观察水冷塔顶部淋水很轻,塔内气阻变小,冷冻水出水温度降低至正常范围;空冷塔出气温度恢复正常。

  通过对塔内和清洗槽内监测挂片处理,显示其腐蚀率分别为0.51gm2h)和0.82gm2h),可见清洗过程中对设备的腐蚀是轻微的4. 5建议为保证生产安全,制氧站循环冷却水系统的水冷塔和空冷塔清洗最好采用停车隔离单台设备的方式进行。

  清洗前的准备工作非常重要,如连接管路是否通畅有无泄漏,排污地点是否预先确定直接关系到清洗结束时清洗液能否马上排出以免造成设备的清洗时可以使用刚停车水池中的循环水,因为它的水温较高(特别是冬天清洗时),这样不但节约用水而且还可以提高清洗效果缩短清洗时间。

  清洗结束后对设备的冲洗非常重要,因为设备内部难免有一些‘’死角“,如果冲洗不彻底极易造成某些部位的”清洗损坏“,避免功亏篑。

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