化学清洗在加热炉炉管清洗上的应用

摘 要：在炼油厂进行催化的三合一加热炉的运行期通常较长，常常会出现炉膛内的正压以及热效率较低等问题，经过检查后可以确定为对流室炉管积灰结垢以及对流室的衬里掉落导致此现象发生。因为常规方法下的清洗、清理方式没有办法将鹿冠表面的烟尘、污垢等杂质进行彻底清除，这样容易造成炉管的表面结构受到腐蚀。应该采用化学清洗的方式，并且逐渐对三合一对流室进行疏导，不断降低加热炉的出入口压力差，这样就能够增强炉管换热效率。

关键词：化学；清洗；加热；炉管

某炼油厂催化重整车间三合一炉的对流室会在运行过过程中沉积大量灰尘以及结垢，原因是因为加热时间过长，最终导致衬里脱落、阻力增加等情况发生，最终会造成加热炉的炉膛压力以及热效率都会降低，常规的清洁和清理方法没有办法将加热炉炉管的表面进行彻底清洁，很容易使炉管表面受到腐蚀，加热炉的炉墙也不能和水接触，炉管的排列层数较多，最后决定采用化学清洗的方法来对三合一对流室进行疏通。加热炉是炼油以及化工设备当中的一项关键设备，这是一种高耗能设备，经过对其研究和相关试验后，设计了新型清洗工艺以及设备，研制了一种采用渗透剂和剥离剂等为主要成分的清洗配方，并且在清洗过程中取得了良好的效果。

1 分析设备结构

重整三合一炉的对流室规模为3.25×3.456×6，在其中有134根炉管，并且换热的面积大概在170㎡，炉管的材质主要为碳钢钉头管，在烟气中的物质主要为N2、H2S、HCL、CO2，腐蚀结构物主要成分有碳、三氧化二铁、硫化铁、二氧化硅以及矿物质和其他杂质等。结垢物质的pH值通常处在1-2之间，这属于强酸性物质，容易在水中溶解，同时也会使碳钢的表面发生腐蚀，同时在低温表面上凝结的硫酸液体，还会同气态硫和沾附的烟气灰尘形成一种不容易清除的糊状结垢物，从而使热阻增高，并且也会导致金属表面的温度更低，加快了冷凝液的形成速度，在这样的循环条件下，结垢物堆积程度越来越高，并且腐蚀程度也更高。

2 清洗技术

由于加热炉的内衬主要是轻质量耐火浇注材料，不能采用浸泡或者低进高出的方法，将设备内注入清洁液的方式来清洗，职能采用由上到下的喷洗。喷洗过程中最大的问题就是清洁液没有和污垢保持一定的接触时间，并且在清洁时容易产生死角，不能够保证清洗质量，尤其是炉管的排列层次较多、污垢堆积程度较厚，清洗难度十分大。同时清洗污垢时会形成一定的酸性溶液，这会对炉管造成极大威胁，所以一定要采用效率更高、速度更快的方法来对炉管进行清洗，同时也应该保证使用对炉管的腐蚀程度小以及对加热炉的内衬没有损害的清洗方式，这样才能够满足清洗要求。

根据加热炉的实际情况，为了使清洗效果得到保障，首先应该打扫加热炉，也就是人工物理清扫活动，对灰尘、垢物以及内衬进行清理，随后可以采用预清洗的方式来使药剂逐渐渗透污垢之中，最后采用专门的清洗和清除工具对龟裂的结垢物进行处理。

2.1 选择清洗液

主要利用特殊的加热炉烟垢清洗技术，采用高压喷头来喷洒复配离子，将烟垢表面得到浸湿，使污垢达到龟裂程度，最后能够自行脱落，并且能够溶解成为硫酸盐烟垢，有着较强渗透力。清洗液主要成分为氯化十二烷基三甲基胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、硅酸钠以及水等，氯化十二烷基三甲基胺是一种阴离子表面活性剂，能够让烟垢从金属表面自动脱落，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵以及硅酸钠的作用都是提升清洗剂的pH值，使其对人体皮肤无伤害，同时也不会造成大规模环境污染、相关设备和管线等腐蚀的情况。

2.2 准备工作

第一，按照相应的清洗过程中提出的要求来将清洗泵、清洗箱都放到即将要进行清洗工作的设备附近。第二，将清洗剂和处理废液所用药品都在工作开始之前放置在清洗现场；第三，在清洗场地附近设置临时化验处，能够对药品和进行化验和分析工作，并且要保证将相关仪器准备全面；第四，参与清洗工作的相关人员一定要了解化学清洗的过程，同时化验员工也要对化验分析中的各项操作流程熟练掌握；第五，建立清洗的过程，主要是经过清洗箱、清洗泵、对流室和废液收集箱以及临时管道构成，具体的流程为清洗箱-清洗泵-对流室上方炉管-对流室下方炉管-对流室下方废液回收槽-地面废液回收槽；第六，及时联系水汽技术部门将腐蚀检测片放置在已经清洗过的加热炉的受热面上，这样就能够对清洗腐蚀性进行监测，加热炉的受热面在进行化学清洗的时候应该使用和对流管束材质相同的检测片来对化学清洗产生的腐蚀速度进行监测。

3 清洗效果

对本次三合一炉对流室进行清理，清理出的污水大概在45吨左右，清晰的污水pH值从原始的5-7，炉管在清洗之后烟气的排烟温度和温度差明显降低，并且炉管内换热介质的相关流量和温差都没有特殊变化，换热效率和效果明显得到了提升。在清洗时，可以采用腐蚀测试仪从旁进行监测，得出的平均腐蚀率远远低于我国国家规定标准，這就可以认定为在清洗过程中炉管没有发生腐蚀现象。

4 总结

化学清洗的方法具备清洗效率高、对设备无腐蚀性、对内衬零伤害以及不会破坏环境等特征，通过清洗后烟道出气口温度得到明显降低，也使加热炉的热效率得到提升，这使得企业的经济效益得到明显提升。

参考文献：

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[2]陈召洋，李佳慧，陈亮，寇雅洁.化学清洗技术在冀东油田南堡2号岛加热炉上的研究与应用[J].中国石油和化工标准与质量，2013，33（10）：45.