冷却器胶球在线清洗技术及工业应用

1、冷却器胶球在线清洗技术及工业应用 周丽纯 颜祥富 刘东宁 （长岭炼油化工有限责任公司设备研究所） （岳阳兴长石化股份公司） 摘要：循环水冷却器结垢是常见的故障。开发的胶球在线清洗技术可较好地解决这一问题，从而避免冷却器的腐蚀，并相应地提高了冷却器的传热效果，具有较好的推广应用价值。关键词：循环水 冷却器 胶球 在线清洗 在石化、热电的生产过程中，冷却器结垢是一种常见的故障，且危害很大：使设备传热效率严重下降，设备生产能力降低；垢层增加流体的阻力，使输送设备能耗上升；引起设备垢下腐蚀，缩短设备的使用寿命；严重时造成设备堵塞，影响装置的平稳生产，甚至可导致停工停产。目前，对冷换器的结垢主要是采用周

2、期性的停工清洗（化学清洗或高压清洗）的办法进行处理。这是一种事后的处理办法，它既需停车，又不能解决冷却器运行期间因结垢导致的效率低下与垢下腐蚀等问题。 经多年的研究，开发了一种冷换器新型胶球在线清洗技术；并在某炼厂气分装置上投用，效果良好。1新型冷却器胶球在线清洗技术的机理与特点 冷却器胶球在线清洗技术的机理胶球清洗技术是国外80年代发展起来的冷却器清洗技术，首先在热电行业冷却水系统中使用（它需要胶球清洗泵及胶球收、放的旁路设备）。在试验的基础上，研制出的一种冷却器新型胶球在线清洗器，其结构见图1所示。1 操作手柄 2、7 进水管 3、9 收球网 4 清洗器外壳 5 分水器6 总进水管 8 换

3、向阀 10、13 铜轴承 11、12 排水管图1 胶球清洗器结构示意图它具有水流定向切换和特殊的胶球收、放机构，可利用循环水的系统动力实现在线清洗。它的工作原理是：将胶球清洗器置于冷却器的系统的旁路中，利用循环水的系统动力，推动海绵胶球在管收稿日期：20041020作者简介：周丽纯，工程师，从事冷换设备及空气预热器强化传热研究，加热炉监测及故障诊断等工作。内流动，并借助海绵体的弹力，对管壁施加压力，此挤压力能很好削掉污垢，且胶球和管内壁挤压磨擦滑动，具有很好的研削效果，并通过清洗器换向阀的定位转动改变水流的方向，胶球在水流的作用下对冷却器进行反复清洗，并经排污管排到系统外。该技术通过循环水自身

4、的压力来实现，避免了新增胶球清洗泵及胶球收、放设备与旁路，简化了清洗操作，节省了大量的人力、物力。从而避免污垢在管内积聚，确保冷却器高效长周期运行。1.2冷却器胶球在线清洗工艺流程153462 图2为冷却器胶球在线清洗实施工艺流程图。图2 冷却器胶球在线清洗工艺流程图清洗时，关闭主线1#、2#阀门，打开侧线3#、4#、5#阀门，随后打开6#排污阀。冷却水进入清洗器左仓，胶球在水流作用下通过冷却器，对管程的污垢进行清洗，胶球随水流进入清洗器右仓，污水从排污口排出。清洗一定时间后，清洗器手柄转动90度，水流反向进入清洗器右仓，胶球在水流作用下经过冷却器管束进行清洗，胶球返回左仓。这样反复清洗多次，

5、直到排污口出清水为止。清洗完毕，关闭排污口，冷却器切换到正常状态。 1.3 冷却器胶球在线清洗技术的优点（1）充分利用了循环水系统水压动力，无需增加动力和放收球设备，实现冷换器胶球在线自动清洗。清洗器结构简单，操作方便，便于现场实施，每次清洗时间20min-30min左右，清洗费用低，清洗效果好。（2）由于可实现在线自动清洗，操作人员可根据冷却器的结垢情况进行定时除垢，可将现有的脱除硬垢方式转变为软垢清洗，使冷却器在运行的过程中始终保持在清洗初始的换热状态，极大的提高了设备的运行周期。可将冷换设备检修周期从目前1-2 年/次提高到5-6年/次，大大节省设备的检修费用。（3）清洗器可做到“一器多

6、用”，大大的降低了单台设备的投资费用，单台清洗器一次性投资仅为冷换器价格的10%-15%左右。（4）由于冷却器在运行的过程中始终保持在清洗初始的换热状态，极大的提高了设备的传热效率及循环水的利用率。按正常设备全年平均除垢率20%，可节省循环冷却水15%以上。（5）胶球回收率达95%以上。2工业应用某炼厂气分装置E4103/E、F上安装使用了胶球清洗器，而E4103/C、D没有安装清洗器。冷却器直径均为900mm，E4103/E、F为4管程，其余两组为2管程。由于管程数的不同，导致冷却器循环冷却水量有一定的差距，其余工艺介质及结构参数均相同。为了检验实施效果，冷却器运行三个月后进行了一次清洗，表

7、1为胶球在线清洗前后相关数据表，从表1可以看出：表1 测试数据及计算结果测试项目E4103/E、FE4103/C、D清洗前流量/t.h1循环水进口温度/循环水出口温度/管内介质进口温度/管内介质出口温度/对数平均温度差/传热面积/m2480480总传热系数/ kcal.( m2 h)-1591983清洗后流量/t.h-1循环水进口温度/循环水出口温度/管内介质进口温度/管内介质出口温度/对数平均温度差/传热面积/m2480480总传热系数/ kcal.( m2. . h)-1688948清洗前、后总传热系数变化率/%节水量/t.h1(421600)（1）清洗后循环水量略有增加，说明胶球无堵塞现

8、象；（2）换热器运行3个月后进行了第一次清洗测试，清洗前后总传热系数提高16.4%，说明胶球在线清洗器具有较好的清洗效果。3结语冷却器胶球在线清洗器是冷却器新一代在线自动清洗技术，它克服了传统的停车时采用的化学或机械清洗。循环水系统投放水质稳定与阻垢剂方法的不足，为石油化工装置冷却器实现长周期高效运行提供了技术上的保证，直接为用户节省大量的循环冷却水及设备维修费用；可广泛适用于炼油、化工、电力、纺织、造纸等使用冷却器的行业。参考文献1梁治齐. 清洗技术. 北京. 轻工业出版社，1998年11月2清洗总公司. 物理清洗. 化学工业出版社，2000年8月3胡幼平. 东方N-18250-2型凝汽器胶

9、球清洗系统改造.湖南电力. 2003，（3）4赵保卫. 凝汽器胶球清洗系统的技术改造及实施效果. 山西电力. 2002，3（6）5高永宁. 我国凝汽器胶球清洗技术和装置的发展概况. 热力发电. 1996，46沈海华. 浅谈凝汽器胶球清洗装置投用的若干经验.电站辅机.2002，2（6）7胡祖培. 凝结器胶球清洗装置在合山电厂的应用.广西电力技术. 2002，18，9 Yang S R，liN，Zhang Het al. On-line fouling monitor-Ingtechnique for shell heat exchangers C.In:proc.of 9th Int. Heat

10、 Transfer Conference.1990，(3)：223-228.焦化汽、蜡油混合加氢获成功为了深挖装置生产潜力，满足汽油升级需要，长岭加氢制氢车间按照分公司要求，在300kt/a焦化蜡油加氢基础上实话焦化蜡油、焦化汽油混合加氢获得成功。为了搞好300kt/a汽、蜡油加氢技措的实施，加氢制氢车间对生产流程进行了局部改造，在工艺操作方面，详细制订了专项操作预案。为避免汽油高压进料泵抽空，导致操作压力波动甚至超压、冲塔等事故，车间在进料温度、循环量、注水等方面进行了工艺参数全面优化，并且对操作难度及存在的问题进行认真分析，进一步摸索合适的塔底温度、塔液位以及塔压，为装置的平稳生产做好充分

11、预前准备。7月中旬焦化汽油、焦化蜡油一并进入加氢制氢生产装置，汽油量逐步由2t/h提至10t/h，蜡油及汽油混合进料量达到35t/h。从塔顶汽油、塔底蜡油馏程化验结果看，重点考核的总硫含量由以前的0.48%下降至现在的0.02%。300kt/a汽、蜡油混合加氢成功，大大提高了装置处理量，改善了加氢深度，满足了汽油升级的需要。重整车间切实抓好现场管理 各路分工负责，抓好自查自改，出现问题日清日结，以扎实的基础工作确保安全生产是长岭重整车间强化现场管理的做法。今年以来，车间不仅圆满完成了300kt/a重汽油加氢装置改造项目，而且使现场管理逐步走向日常化、有序化。根据生产装置点多面广线长、现场管理难度大的特点，车间把工艺、设备、安全、现场各路管理人员分区负责，制定现场巡查责任制，在搞好日常管理的同时重点解决“老、大、难”问题。工艺人员针对重整装置高温高压的特点，全面清查了各类安全阀、压力