施工技术资讯

煤气化装置核心设备水汽系统化学清洗

1方案编制依据:

1.1业主提供的技术资料;

1.2国家质量技术监督局《锅炉化学清规则》(九九版)

2概述:

本次清洗的对象为煤气化装置气化炉水汽系统,属新建炉投用前化学清洗,垢物主要是锈垢、氧化铁及杂物等。鉴于国内同类型气化炉开车经验,为防止水汽系统工艺管道内存有过多异物而在开车时造成喷嘴堵塞,业主要求在开车前进行系统循环化学清洗。为保证本次化学清洗始终处于受控、高效的状态下进行,编制本方案。

3化学清洗范围:

气化炉所属水汽系统所有工艺管道和汽包(详见清洗管线清单)。不包括气化炉内部管道、及与之相连的其他管线。

4施工条件及施工前的准备工作:

4.1施工条件

a.施工所需水、电、蒸汽、排污通道具备使用条件;

b.被列入清洗范围的管线试压结束;

c.清洗范围内的仪表管路、部件均得到有效隔离;

d.设置清洗泵站于管线DN800-PCW1-13027-AEGA1-H5-B(详见附图)泵站包括:20m3药液槽2只;流量200m3/h,扬程100m循环泵2台(其中一台备用);

e.清洗用临时管线按附图要求连接完毕,确认无误并试压合格(1.2MPa);

f.管道的保温已经完成。

4.2施工前的准备工作

   a.清洗循环泵试运行合格;

b.所需化学药品按指定规格、数量采购到场并复检完毕,复检时尤其要注意检验盐酸与缓蚀剂的相容性及有效性;

c.泵站系统自身清洗完成;

d.在清洗槽内的适当位置悬挂经称重的标准腐蚀试片3片(碱洗完成后置入)及与被清洗管路同材质的样管(作为监视循环系统内部清洗进程之用)若干段。

4.3公用工程系统能力:

a.水系统:化学清洗各阶段均应洁净的生活用水,流量应不小于100m3/h,并能保证持续供给;

b.动力系统:化学清洗施工过程中的最大动力负荷为380v165kw

c.蒸汽压力为0.51MPa,输送管道口径为DN80

d.污水处理系统:按照污水综合排放标准(GB8978-88)BOD530 mg/LCOD150 mg/L,氨氮50 mg/L,磷酸盐(P) 1.0。鉴于施工条件的制约,清洗后排放的废液仅能够做到中和处理至PH值达6—9之间,其他指标难以实现达标排放,故清洗开始前工厂的污水处理系统应能够正常运行。废液中和后经有关方面确认,方可向指定地点排放。

5.化学清洗程序:

水冲洗(包括冷态、热态)碱洗水冲洗(2酸洗

水冲洗(3漂洗钝化排液、中和检查干燥封闭

5.2化学清洗系统试运行:

对清洗循环系统试漏、试压、消除缺陷,在确认不存在工艺缺陷后,开启主循环泵向循环系统内注水至满,然后分别启动主、备循环泵试运行,再次确认循环系统是否可靠、阀门是否启闭自如、有效,必要时作相应处理。以上工作完成后转入水冲洗阶段。

5.3水冲洗

5.3.1水冲洗的目的是冲去系统中的疏松污物,减少管道内杂物淤积的可能,同时也有利于减轻酸洗的负担。操作采用分段、变流量、变流向、间歇排污的方式,分别切换系统中各分支管路的阀门,通过局部大流量冲洗的方式,尽可能彻底地清除系统内的污物,防止大量的固体污物集中淤积于某一区域造成壅塞。冲洗时利用冷、热水交替进行,热水的温度控制在6080左右,其间每60分钟切换系统各部位阀门一次,以保证水冲洗的充分、彻底。冲洗时先用常温水进行,直至流出系统的水的色泽、澄清度与水源相同时,排空系统中的水,然后改用热水以同样的方法冲洗,最后改用常温水再冲洗一次,至目测各点排出的水中无杂物且澄清度与水源水质相同为止。水冲洗的过程预计需5—8小时。

5.3.2水冲洗及其后的各清洗阶段的循环过程中应不定期检查各排放点有无堵塞、各放空点有无气室,并根据情况采取相应措施。

5.4碱洗(脱脂)

5.4.1为防止由于系统内可能存在的油脂造成局部酸洗无效,须在酸洗前对系统实施碱洗,即利用脱脂药液中的氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠等在加热条的件下(6080)将油脂除去。

5.4.2碱洗液配方

品名

规格

浓度(%

备注

氢氧化钠

工业级

1-2


碳酸钠

工业级

1-2


磷酸三钠

工业级

0.1-0.3


表面活性剂

工业级

0.05-0.1


5.4.3碱洗的操作:

5.4.3.1将碱洗所需药品事先按比例溶解于水中(在清洗槽中配制溶液)再加入到系统中去;

5.4.3.2配液完成后,启动清洗循环泵推动药液在系统中循环(期间经常切换循环方向,并结合静态浸渍)碱洗过程中每30min测定一次系统温度、每60min取样分析碱洗药液的碱度并作记录,当碱度低于45mmol/L时,应适当补加碳酸钠和氢氧化钠。

5.4.3.3碱洗完成后,将碱洗液排放至中和槽中,加入适量盐酸中和碱液至其PH值达9以下,排入业主事先指定的污水井中。

5.5水冲洗(2

目的为清除系统中的残余碱液,冲洗低凹处的沉积物,并使脱落下来的固体颗粒随水流带出系统。本阶段的冲洗需进行至少三遍,第一遍用冷水,第二遍用热水,第三遍再换用冷水,冲洗至各排放点排出的水中无颗粒状物质,PH值等于给水水质为止。

5.6酸洗

5.6.1目的是除去系统管道内的锈垢、氧化铁等,以得到一个洁净、无锈的表面。

5.6.2 酸洗液配方

品名

规格

浓度(%

备注

盐酸

工业级

46


缓蚀剂

工业级

0.3


5.6.3酸洗温度:常温。

5.6.4酸洗时间:酸洗终点的确定以化学分析结果为准,酸洗过程中每30min取样分析酸洗液浓度、铁离子浓度,当相隔30min的两次分析结果的绝对差值小于0.2%、铁离子浓度基本趋于平衡时(或样管内的锈垢被完全除净后1小时)即可结束酸洗,酸洗预计需要4-8小时。

5.6.5酸洗过程的操作:二次水冲洗结束后,启动清洗循环泵向系统中注水并保持循环,系统内注满水时,向注药槽内加入缓蚀剂,投加量为实际需要量的80%左右,当确认缓蚀剂在系统内分布均匀后,调整循环槽内液面高度至合适位置(腾出投加盐酸的空间),加注盐酸时应严格按照事先计算的比例分次进行,严防局部过浓,清洗槽中的液位应控制在1/31/2之间,注酸总量达到需要量的4/5时再调整并维持清洗槽液位(在2/3左右处)。盐酸加注完毕后,再次加入缓蚀剂至最终需要量。

5.6.6酸洗药液在系统内分布均匀后可采用循环与浸渍交替的方法清洗,即每隔一段时间启泵循环,另一段时间泵停止运转。循环时通过控制阀门使酸洗药液在系统的各分支管内分别保证充分流动。此过程中应定时(1/h)测定盐酸及铁离子的浓度,并作出记录。酸洗终点的确定以化学分析结果以及样管内水垢的清除进程为准(预计需要6-8h)。为防止过洗,酸洗的后期应随时监测腐蚀试片的失重状况。

5.6.7酸洗废液的排放:酸洗完毕后,将系统内的酸洗液排放到中和槽进行中和处理,中和至PH值达到6—9时再排放

5.7水冲洗(3

酸洗后用90℃左右的热水冲洗整个系统,将酸洗过程中从管壁上脱落的固体沉淀物和残液带出系统外,此过程的时间应尽量短,以减轻二次浮锈的生成量,如可能,则本阶段的水冲洗应尽量使用正式泵进行,以获得尽可能大的流速。水冲洗至排出液达到中性时停止。

5.8漂洗与钝化

5.8.1漂洗

5.8.1.1漂洗的目的是消除酸洗液排出后在管道内部产生的二次浮锈;漂洗温度:80—90℃,漂洗过程中每30min左右测定一次药液温度和PH值,当温度偏低时,及时通入蒸汽,PH值应控制在3.5—4之间。漂洗所需时间约3小时。

5.8.1.2漂洗液配方:

品名

规格

浓度(%

备注

柠檬酸

工业级

0.4%


缓蚀剂

工业级

0.3%


5.8.2钝化

5.8.2.1钝化的目的是使除锈后的金属表面在一段时间内不致发生返锈。

5.8.2.2钝化液配方:

磷酸三钠(Na3PO4      2%

亚硝酸钠(NaNO      3%

5.8.2.3漂洗结束时用氨水调节PH值至9左右,向溶液中加入磷酸三钠、亚硝酸钠进入循环,投加比例为23。钝化时的温度应始终保持在80以上,循环期间每30min测定温度及PH值各一次,钝化时间需6—8小时。可能时,为最大可能地将在酸洗过程中从管壁上脱落下来的固体不溶物带出系统外,在达到钝化目的后可开启正式泵驱动钝化液以大流速冲洗系统至少3小时,然后排去钝化液。

注:系统循环清洗的各阶段均高度关注在管道的高点和低点放空、排污,以消除气室和壅塞现象。

5.9干燥

向系统内引入经加热的洁净压缩空气,直至各出口均呈干燥状态止,再持续1小时可停止吹压缩空气。

6.清洗效果的检查和质量标准

6.1质量标准:见国家质量技术监督局《锅炉化学清规则》(九九版)

6.2检查

6.2.1目视管道内壁:被清洗金属表面无二次浮锈、点蚀和过洗现象;

6.2.2腐蚀试片无局部腐蚀现象,采用失重法计算清洗腐蚀率,平均腐蚀率≤6g/m2•h、腐蚀总量≤72g/m2

7.安全保证体系

7.1化学清洗中的安全防范工作

7.1.1应设专人负责安全监督保障工作制定安全措施,并检查落实执行情况,确保人身与设备安全。

7.1.2安全注意事项及环境管理要求

7.1.2.1清洗单位应根据本单位具体情况制定切实可行操作规程,锅炉清洗前,有关工作人员必须学习并熟悉清洗安全操作规程,了解所使用的各种药剂的特性及急救方法,并做好自身的保护。

7.1.2.2清洗的人员应佩带专用标志,与清洗无关的人员不得进入清洗现场。

7.1.2.3清洗现场应照明充足,备有消防通信设备、安全灯、急救药品和劳保用品。常用的急救备用药品。

7.1.2.4现场应有“注意安全”、“严禁明火”、“有毒危险”、“请勿靠近”等安全警示牌。

7.1.3 循环清洗系统的安全检查应符合下列要求:

7.1.3.1与化学清洗无关的仪表及管道应隔绝;

7.1.3.2临时安装的管道与清洗系统图应相符;

7.1.3.3对影响安全的扶梯、孔洞、沟盖板、脚手架,要做妥善处理;

7.1.3.4清洗系统所有管道焊接应可靠,所有法兰垫片、阀门及水泵的盘根均应严密耐腐蚀,应设防溅装置,还应备有毛毡、胶皮垫塑料布、胶带和专用卡具等。

7.1.3.5酸泵、取样点、化验站和监视点附近应设专用水源和石灰粉。

7.1.3.6临时加热蒸汽阀门的压力等级应高于所连接汽源阀门一个压力等级,并采用铸钢阀门。

7.1.4清洗时,禁止在清洗系统上进行明火作业和其他工作。在家药场地及锅炉顶部禁止吸烟。清洗过程,应以专人值班,定时巡回检查,随时检修清洗设备的缺陷。

7.1.5 搬运浓酸、浓碱时,应使用专用工具,禁止肩扛、手抱。直接接触苛性碱或酸的人员和检修人员,应穿戴专用的防护用品。尤其在配酸(包括使用氢氟酸或氟化物)及加氨、加碱液时,更应注意戴好防护眼镜或防毒面具。

7.1.6 在配碱地点应具备自来水、毛巾、药棉和浓度为0.2%硼酸溶液。

7.1.7酸液泄漏的处理:

7.1.7.1酸液漏到地面上时应用石灰中和。

7.1.7.2溅于衣服上,应先用大量清水冲洗,然后用2%~3%碳酸钠溶液中和,最后用清水冲洗。

7.1.7.3酸液溅到皮肤上,应立即用清水清洗,再用2%~3%重碳酸钠溶液清洗,最后涂上一层凡士林。

7.1.7.4酸液溅入眼睛里,应立即用大量清水冲洗,再用0.5%的碳酸钠溶液冲洗并立即送医务室急救。

7.1.7.5氟化钠一旦溅于皮肤上,应用饱和石灰水冲洗。

7.1.8 清洗过程中,应备有如下急救药品:0.2%硼酸溶液、0.5%碳酸氢钠溶液、2%~3%重碳酸钠和碳酸钠溶液各5L、凡士林250g和饱和石灰水50L

7.1.8易燃、易爆、有毒的化学药品在存放、运输、使用过程中应遵守有关的安全规则

7.1.10 禁止随意排放废酸液。在想除灰系统内排酸时应有相应的技术措施。排酸时应有专人监视,防止酸液外溢。

 

 

      

需要说明的若干问题

一、为尽可能减少循环清洗阶段管道内的杂物量,建议在分段清洗时对预制的管段开好孔、磨好坡口(即在分段清洗后不再做除焊接以外的修磨等加工),然后再实施分段化学清洗;

二、经过分段清洗的管段在安装前须经有关人员逐一、仔细地检查该管段中有无碎屑、泥沙、尘埃等杂物,如有,则必须将其除去;

三、正式管路的水平隆起段应在管道的上侧加装放空阀门、凹下段加装排污阀门,以便于在循环清洗过程中放空和排污以及在清洗结束后排净此一管段内的药液;

四、安装施工中须由有关方面提示安装专业在管道与设备碰头处预留接驳临时管路及阀门的足够空间;

五、用于试压的临时管路应按照与正式管路同样的要求进行分段清洗、施焊和安装。

六、为减少颗粒物在管道内的淤积,在循环清洗临时管路的进出口处安装滤网及颗粒物沉降装置,及将清洗槽用钢板隔开,使回流的清洗液通过溢流方式得到澄清。

七、临时管路的焊接除不需探伤外,其余按正式管路的焊接方式实施。

八、因清洗液从管道进入汽包后面积突然加大,流速下降,有可能造成一定程度的锈垢和杂物淤积。故在管道清洗合格后需打开汽包再另行检查,如锈垢和杂物过多,则汽包需二次清洗。


附图1:清洗泵站流程示意图


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