煤氣發(fā)生爐水夾套和汽包的結(jié)垢、絡(luò)合清洗和防垢措施

專家姓名：朱明君　　類別： 水處理化學(xué)13153759688

煤氣發(fā)生爐水夾套和汽包的結(jié)垢、絡(luò)合清洗和防垢措施
〔摘要〕分析煤氣發(fā)生爐夾套水汽循環(huán)系統(tǒng)結(jié)垢原因、水垢危害，介紹無腐蝕洗的工藝過程，提出防垢的主要措施，提高安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。
〔關(guān)鍵詞〕水夾套 結(jié)垢 絡(luò)合清洗
　　水夾套是煤氣發(fā)生爐的爐體重要組成部分，主要作用：回收氣化段的大量散熱，通過熱交換使夾套內(nèi)水產(chǎn)生夾套蒸汽，提高煤氣發(fā)生爐的熱效率。夾套補(bǔ)給水水質(zhì)不良或運(yùn)行管理對水質(zhì)監(jiān)督不嚴(yán)格造成結(jié)垢的話，必須及時清洗洗，在正常運(yùn)行過程中，應(yīng)采取除垢防垢措施，以保證系統(tǒng)的終無垢運(yùn)行
1. 夾套水汽循環(huán)系統(tǒng)結(jié)垢的原因和水垢的危害
1.1. 夾套水汽循環(huán)系統(tǒng)結(jié)垢的原因
　　水由汽包下水管進(jìn)入水夾套底部，受熱產(chǎn)生的蒸汽，從水夾套上部出口管進(jìn)入汽包，形成水循環(huán)（圖1）。夾套對補(bǔ)給水的水質(zhì)要求為：PH=6.5-9.5，懸浮物＜20mg/l，總硬度（1/2Ca2+、Mg2+）＜2.10mmol/l。如果補(bǔ)給水硬度超標(biāo)，夾套水在不斷濃縮和加熱條件下，容易發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：

　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　夾套水汽循環(huán)
1.2　水垢的危害
　　由于煤氣發(fā)生爐氣化反應(yīng)溫度在1000-1200℃，而附著在夾套壁上的水垢傳熱系數(shù)小，熱阻很大，氣化段熱量不易導(dǎo)出，容易引起局部過熱，燒壞水套，造成事故。同時，結(jié)垢部分容易產(chǎn)生垢下腐蝕，對金屬材質(zhì)造成損害。筆者所在煤氣站2臺φ2m熱煤氣發(fā)生爐，汽包蒸汽供給氣化劑蒸汽和探火孔汽封蒸汽，曾因水質(zhì)不良造成水夾套和汽包結(jié)垢嚴(yán)重，汽包自產(chǎn)蒸汽不足，尤其在熱備時汽包無蒸汽可用，給安全生產(chǎn)造成了極大威脅。我們對2臺煤氣發(fā)生爐相繼進(jìn)行了絡(luò)合洗，并對補(bǔ)給水進(jìn)行了嚴(yán)格處理，至今設(shè)備運(yùn)行正常。
2　煤氣發(fā)生爐的絡(luò)合洗
以筆者所在煤氣站2臺φ3.5m HMF3500型熱煤氣發(fā)生爐為例，水夾套和汽包材質(zhì)為20#鋼。水夾套內(nèi)徑2532mm，夾套寬度250mm，高4.7m，水容積為13m3；汽包Φ800*2000mm，水容積為1m3。
2.1　清洗前的準(zhǔn)備工作
(1)徹底沖洗水夾套和汽包內(nèi)的泥垢，防止浪費(fèi)清洗液和降低清洗效果。
(2)打開汽包端蓋和水夾套檢查孔，檢查結(jié)垢面積和垢層厚度，當(dāng)水垢平均厚度在0.5mm以上，傳熱面水垢覆蓋面積大于80％時，方可進(jìn)行清洗。
(3)取出垢樣，進(jìn)行成分分析，根據(jù)水垢成分，采取相應(yīng)的清洗措施。
(4)取出有代表性的垢樣，進(jìn)行溶垢試驗，確定清洗時間、清洗劑的濃度和溫度等條件。
(5)根據(jù)水套和汽包的容積和水垢厚度，計算清洗劑的用量。
(6)卸下汽包安全閥、壓力表及銅質(zhì)部件，防止清洗時造成腐蝕。
(7)備好循環(huán)槽、塑料泵和Ф50耐酸膠管，按圖2連接好系統(tǒng)，經(jīng)水壓試驗嚴(yán)密不漏。

　　　　　　　　　 　　　　
2.2 工藝技術(shù)參數(shù)
　　由于水垢主要為碳酸鹽垢和部分氧化鐵銹，根據(jù)溶垢試驗結(jié)果，清洗劑不僅有較好的除垢、除銹效果，操作過程簡便安全，故采用絡(luò)合清洗劑除垢劑；由于動態(tài)清洗較之靜態(tài)清洗有清洗時間短、效果好的優(yōu)點，我們采用了動態(tài)清洗。根據(jù)2.1試驗結(jié)果，采納清洗劑濃度：3-5%，緩蝕劑用量：0.3-0.5%，消泡劑用量0.3%，清洗流速0.2-0.5m/s，清洗時間2-3小時。煤氣發(fā)生爐清洗總面積260m2，垢量984kg，消耗化學(xué)藥品量：清洗劑：0.8T，緩蝕劑：80kg，消泡劑：50 kg，中和劑：430 kg。
2.3 工藝過程
2.3.1 清洗：
（1）關(guān)閉汽包補(bǔ)水門、蒸汽出口門、排污門；
（2）Ф50膠管與水套DN40排污門出口聯(lián)接，汽包安全門卸掉后接回酸管（Ф50膠管）至循環(huán)箱，啟動塑料泵進(jìn)清洗液；
（3）清洗階段，每5-10分鐘取樣化驗一次，兩次清液濃度差小于0.2%，基本上無氣泡產(chǎn)生時，清洗結(jié)束。
（4）卸掉膠管，盡可能快地從夾套排污門排掉清洗液。
2.3.2 沖洗：清洗液排盡后，立即啟動給水泵，用補(bǔ)給水沖洗殘余清洗液，至排水加入甲基橙指示劑不變紅色為止。
2.3.3 鈍化：將配置好的2%鈍化劑溶液送入汽包，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為10-11，循環(huán)鈍化60分鐘后，排盡堿液，啟動給水泵沖洗至排水清凈為止。
2.3.4 檢查清洗效果
　　清洗后水垢已經(jīng)洗掉，金屬本體鍍有黑色磷酸鈉保護(hù)膜。從清洗后運(yùn)行情況看，煤氣爐汽包產(chǎn)汽量明顯增加，說明水夾套熱交換效率明顯提高，這一點在煤氣爐熱備期間更明顯。
2.3.5 清洗廢液處理：清洗過程產(chǎn)生的廢液集中到廢水處理池中和后，PH達(dá)到7-9方可排放。
3　防垢措施
3.1　由于水夾套和汽包運(yùn)行壓力低（一般不大于0.3MPa），可以采用爐內(nèi)加阻垢劑曲阜天藍(lán)清洗公司的除垢防垢劑，中喝水的硬度，使水中的硬度形成水渣，通過排污達(dá)到防垢目的。
3.2 對于硬度較大的水，單純應(yīng)用爐內(nèi)處理往往效果不佳，最好采取離子交換系統(tǒng)進(jìn)行軟化，徹底去除Ca2+、Mg2+，從根本上達(dá)到防垢目的。軟水殘余硬度≤0.03mmol/l，提高補(bǔ)給水品質(zhì)，解決了結(jié)垢問題，運(yùn)行成本低。
3.3 無論采取何種處理方式，都必須加強(qiáng)對煤氣發(fā)生爐運(yùn)行中的水汽監(jiān)督，在補(bǔ)給水水質(zhì)合格的同時，建議按照《低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，控制汽包水樣PH=10-12，堿度≤22mmol/l，超標(biāo)時要加強(qiáng)排污。
4　結(jié)論
4.1 采用絡(luò)合清洗劑動態(tài)清洗工藝，尤其是采取下進(jìn)上排的進(jìn)清洗液方式，新鮮清洗液先接觸氣化層垢層較厚的部分，同時有利于清洗產(chǎn)生的氣體排出，而且充分利用水夾套進(jìn)水和蒸汽出口兩個環(huán)形管，清液沿夾套流動均勻，清洗效果很好。
4.2 充分認(rèn)識煤氣發(fā)生爐運(yùn)行中水汽監(jiān)督工作的重要性。根據(jù)水質(zhì)和水套蒸汽產(chǎn)量的具體情況，選擇合理的補(bǔ)給水處理方法，是防止水汽系統(tǒng)結(jié)垢、保證煤氣發(fā)生爐安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的根本。
聯(lián)系人：朱先生，電話;13153759688

發(fā)表時間：2015-08-19

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