淺析制堿裝置單法蘭液位計水箱的現場清洗實踐

摘要 ：本文闡述了制堿工業中的重堿工段單法蘭液位計水箱的工業清洗，通過對單法蘭液位計水箱清洗的現場分析與實踐總結，研究出一種合理的清洗方案，確定了一種比較經濟的單法蘭液位計水箱清洗方法，滿足清洗現場的實際要求。碳化工序是純堿生產裝置中較為復雜的工段，其單法蘭液位計的工藝工況尤其復雜。隨著塔內各物質相互變換的過程，如 CO 2 氣體的溶解與析出吸收等，NaHCO 3 的結晶反應更是整個裝置單元所需控制的關鍵，為保證碳化反應的有效進行，尤其是要保證結晶反應的，此因素極大影響著碳化轉化率的高低。控制結晶反應的重要手段之一是控制反應溫度，這就需要對單法蘭液位計進行冷卻，這是導出熱量的主要手段，過程的控制也就是對塔內循環水熱交換的控制程度，要求工藝設備的熱交換效率高，而水箱內鈦管內壁經過長期運行，產生大量的污垢，水垢很大程度制約了整個工藝的熱交換效率，采用清洗工藝對鈦管內壁的水垢進行清除是通常的檢修辦法。

1 設備現狀及結垢分析

1.1 目前設備現狀

我公司承攬的某純堿廠單法蘭液位計水箱鈦管清洗項目，該廠重堿工段采用氨堿法單法蘭液位計設備，冷卻水箱配置為8 個，采用了業界比較先進的鈦冷卻管，通過循環冷卻水將塔內的氨鹽水的溫度降低，傳熱效率大為提高，單塔減少冷卻水箱至 8 個為一組，設備參數如表 1。通過現場實地踏勘，在清洗之前拆卸了兩個單塔的上下水箱蓋進行檢查，鈦管內壁附著一層灰白色硬垢，厚度約 1~2 mm，附著牢靠且均勻，鑄鐵水箱蓋及塔體壁面有大量結疤垢塊。水箱蓋外表面銹蝕嚴重，密封面緊固螺絲為 M20×100，螺絲通體嚴重腐蝕。鈦管內壁結垢情況見圖 1。

1.2 設備垢樣分析

單法蘭液位計配置了循環冷卻水系統，主要靠冷卻水帶走塔內多余的溫度。在化工生產工藝中，循環水冷卻系統內均存在結垢現象。堿廠循環水所用原水為當地深層地下水，礦化度高，含大量鈣、鎂、鹽類，當冷卻管內循環水因溫度和溶解度的交替變化，這些物質便沉積在鈦管內壁上形成混合型污垢。其形成原因大概包括幾類 ：類，隨溫度升高鹽類的溶解度降低而析出；第二類，礦物質膠狀物的沉淀 ；第三類，不同分散度的某些物質固體顆粒的粘結等。

由于冷卻水內還含有 SiO 2 ，該混合型污垢含硅酸鹽水垢。加上冷卻水補水夾帶的泥沙或懸浮物、塵土，加速了結垢的形成。水垢厚度達到 2 mm 時，傳熱損失約在 20% 以上。由于混合型污垢含硅酸鹽，采用普通化學清洗方法效果較差。

2 鈦材管水垢的高壓水清洗

堿廠設備在以往的檢修清洗經歷中，檢修單位都基本都采用 20% 的 HCl 溶液對鈦管進行化學清洗，施工安全風險大，設備腐蝕嚴重，除垢清洗效果不理想。本次單法蘭液位計鈦管除垢清洗，采用高壓水清洗工藝對單法蘭液位計內鈦管進行清洗。按照業主方要求對 15 號塔先用高壓水工藝進行施工，施工工序為 ：碳化單塔系統停車—置換、隔離—搭建清洗施工操作平臺—割斷、剝離水箱蓋螺栓—拆卸水箱蓋—鈦管高壓水清洗—驗收及復位。圖 2 所示水箱拆卸及高壓水清洗操作。