对维美乙炔装置E505、E506换热器水侧有积泥现象的几点想法

张风芝   

关键词：结垢、积泥、壳程、管程、循环量、垢样分析
1  美克化工循环水系统工艺简介
1.1  美克化工循环水系统主要为甲醇制氢装置、甲醛装置、维美乙炔装置、BDO装置、THF装置、空分空压及冷冻装置等提供循环冷却水。
1.2  工艺技术路线：采用逆流式钢筋混凝土结构机械通风组合冷却塔四槽,系统为敞开式；在系统运行过程中，对循环冷水进行过滤、防垢、缓蚀、杀菌消毒等处理措施。
1.3  工艺流程：本系统主要为甲醇制氢装置、甲醛装置、乙炔装置、BDO装置、THF装置、空分空压及冷冻装置提供循环冷却水；循环冷却水系统主要由冷却水用水设备、冷却塔、集水池、循环水泵、旁滤设备、加药设备、加氯设备及相应管网组成。系统工艺流程如下

2异常情况
2010年7月1日，接到通知维美乙炔装置在大检修过程中，反映E505、E506换热器有结垢现象，我们现场查看维美乙炔装置E505、E506换热器的具体情况如下：
2.1  E505、E506换热器基本情况：
2.1.1  维美乙炔装置E505、E506换热器壳程为循环水，管程为物料侧。
2.1.2  E505、E506换热管外壁积泥较多，且换热器循环水进口积泥比出口多。换热器外壳内壁光滑无积泥。
2.1.3  积泥较软，手抠即掉，且积泥下面换热管外壁有腐蚀现象。
2.2  在现场同维美乙炔装置工艺操作了解的基本情况：
2.2.1  E505、E506循环量的控制是靠换热器的进口阀调整，出口阀全开
2.2.2  E505、E506循环水进口温度25～26℃，出口温度为28～29℃.（此控制温度下出现结垢的可能性很小）
2.2.3  E505、E506进出口均未设压力表、流量计，不能判定换热器循环水准确压力和流量情况。
3  原因分析：
3.1 循环水补充水水质情况见下表
项目 单位 数量
1 色度 度 <5
2溶解固形物 毫克/升 306
3 浑浊度 NTU 0.13
4 臭和味 无
5 二氧化硅 毫克/升 12.26
6 游离二氧化硅 毫克/升 3.2
7 钙离子 毫克/升 28.6
8 镁离子 毫克/升 12.7
9 氯化物 毫克/升 47.5
10 硫酸盐 毫克/升 68
11 氟化物 毫克/升 0.3
12 碳酸盐 毫克/升 0
13 重碳酸盐 毫克/升 135.9
14 硝酸盐 毫克/升 5.99
15 亚硝酸根 毫克/升 0.12
16 总碱度 毫克/升 106.4
17 总硬度 毫克/升 123.2
暂硬度 毫克/升 
永久硬度 毫克/升 
18 钠离子 毫克/升 53.1
19 PH 8
20 电导率 微欧姆/厘米
21 化学耗氧量 毫克/升
25 氨 毫克/升 0.07
26 铁 毫克/升 <0.05
27 铜 毫克/升 <0.00058
从补充水水质情况来看，补充水水质情况很好，排除补充水水质原因。
3.2  从积泥较软，手抠即掉的现象来看，E505、E506出现的现象不是盐垢，而是粘泥沉积，如果是盐垢，手抠不掉，比较坚硬。
3.3  积泥生成的原因初步考虑可能一是新疆库尔勒属于多风沙气候，尤其在春季风沙天气较多，外加厂区植被覆盖率较低，为系统积沙积泥创造了客观条件；二是循环水流速较慢造成粘泥、泥沙沉积。造成流速过低的原因，我们分析一方面原因可能是循环水走的是壳程，使通流面积突增，流速降低；另一方面可能在循环量的调整上，我们认为调整进口阀是造成其流速降低和沉积的重要原因，即循环水进入换热器后压力突降，也是对进口积泥比出口积泥多的合理解释。
3.4  另据了解空压及冷冻装置、甲醇制氢装置、甲醛装置、BDO装置、THF装置所有循环水走管程换热器均无此现象，也无结垢现象，只是填料碎片比较多，且均堵塞在换热管的下半部，由于空压及冷冻装置无循环水走壳程的换热器，甲醇制氢装置、甲醛装置、BDO装置、THF装置循环水走壳程的换热器未拆检所以未能了解具体情况。
3.5  为了获得科学依据，我们把垢样及时送往化验室及水处理剂厂家进行分析，结果结论如下：

从垢样分析结果来看完全验证了我们的前期判断
4  总结及建议
4.1  改变E505、E506循环量的调整方式，由调整入口，改为调整出口，建议最低循环量不能小于最小设计值，避免流速小于沉积流速。
4.2  大检修后循环水进行清洗预膜时将先进行粘泥剥离。
4.3  正常运行时避免或减少物料及风机润滑油的泄漏，切断粘泥生成的诱因，且一旦有泄漏应及时投加杀菌剂及粘泥剥离剂，将粘泥剥离过滤出系统。
4.4  对于吸水池连通渠处格栅设计缺陷造成循环水系统中填料碎片较多的问题，虽然循环水的格栅已经经过改造，但不能保证完全没有填料碎片漏入系统，另外格栅改造前漏入系统的填料碎片有可能积存在管网系统内，随系统开停车有可能被冲击起来进入换热器。另据了解有的换热器从投产至今在今年大修时才进行第一次拆检。建议所有循环水走管程的换热器，大修时最好全部拆检，以便及时把堵塞的填料碎片清理出换热器，避免影响换热器的水力条件，为减少工作量，可只拆换热器进水口的封头。