某石化公司化工一厂ＥＦ－111A－Ｄ共裂炉对流段AOLO化学清洗施工方案

1、化工一厂ＥＦ－111A－Ｄ共裂炉设备基本情况
 

 
2、结垢情况及清洗要求
自1986年投用以来未进行清洗，因结垢导致排烟温度高，热效率降低。
从打开8号炉设备检查、取样分析看：污垢的主要组分为：SiO2（31.893%）、碳（17.4%）、氧化铁(16.5%，以Fe2O3计)、Al2O3（9.4%）、Cr2O3（7.627）、硫化物（6.873%，以SO3计）及部分矿物质等较为复杂难溶垢污（垢样分析报告附后），因1~8#炉炉型结构、燃气燃烧方式等基本一致，因此推断相应结垢情况也基本相同。
    清洗要求：
同工况条件下，清洗后烟气温度降低20℃以上，腐蚀率<2g/㎡.h。
3、清洗工艺
由于炉衬为轻质耐火混合料，不能使用浸泡或低进高出使设备充满清洗液的方法进行清洗，根据我们的清洗同类型设备的经验只能对设备进行喷淋清洗。喷淋清洗存在的 大问题就是清洗液与污垢接触时间短，且容易出现清洗死角，清洗效果难以保证，特别是由于炉管排列层次多、污垢较厚清洗起来难度更大，同时由于采用水冲洗等清洗方法对炉管损害很大（PH值可能小于1，硫及高价铁含量较高），因此必须使用高效、快速和对炉管无腐蚀、对炉衬无损害的清洗方法才能达到清洗要求。
根据我们的清洗经验，考虑现场的实际情况，为了保证清洗效果，采用预清洗和清洗、冲洗相结合的清洗方式，具体情况如下：
3.1预清洗
预清洗是将渗透剂和润湿剂通过自动计量加药和专用喷头喷淋到设备的表面，使预清洗药剂逐步润湿污垢的表面，渗透到污垢内部，从而使污垢疏松和易于溶解。自动计量加药设备和专用喷头见图1、图2。
          接头                                 
                                                       接头

         静态混合器                            分 配 器
 
 
    计量泵             药剂
                                      喷嘴
   图1、自动计量加药设备示意图              图2、预清洗喷淋喷头
预清洗液流量：20m³/hr，清洗时间：5~7小时。
在上述流程中，通过自动计量加药装置使预清洗药剂通过喷淋喷嘴喷淋到设备表面后，药剂逐步渗透到污垢内部，使污垢逐步润湿、疏松，便于进行清洗。
3.2 清洗
清洗的工艺流程如图3所示。
清洗是在对设备进行预清洗后，使用清洗药剂对设备进行喷淋，利用清洗药剂的分散、乳化性能，使污垢分散、溶解在清洗液中并随之流出，从而达到清除污垢的目的。
      清洗流量：45m³/hr，温度：常温，时间：24~30小时。

           
 
 

图3、清洗流程示意图
3.3冲洗
冲洗是将剥离剂通过自动计量加药、加温设备和专用喷头喷淋到设备的表面，利用剥离剂的剥离作用将设备表面残留的污垢剥离、冲洗干净，进一步提高清洗效果。使用的设备及工艺流程与预清洗时基本一致。
冲洗流量：30m³/hr，温度：常温，时间：4~6小时。
4、清洗前的准备
4.1打开对流段上部人孔。
4.2现场三方进入炉体内对设备进行检查，对设备垢蚀情况有个基本了解并拍取照片。
4.3取样：现场三方工作人员共同到合适位置获取垢样,保存垢样并做模拟试验。
4.4甲方在乙方的交底、沟通情况下搭设脚手架，直至距离对流段2m处乙方便于作业为止。乙方铺设防水布，并按清洗工艺连接管线及喷淋喷头。
4.5化学清洗的药品经检验确认无误，并按技术、安全措施的要求备足各种药剂及检测仪器。
4.6公用工程部分由厂方提供,应能满足如下需要:
① 水(20～30℃)  消防水   Q＞45m³/h
② 电  380V      30KW  50Hz
4.7甲乙双方根据实际情况确认合适的位置进行挂片、检测前的安装。
4.8现场三方工作人员到位、准备就绪后即准备清洗。
5清洗
根据现场情况，按以下步骤进行清洗：
5.1预清洗
（1）注水，开启清洗泵，调节流量并进行试压试漏检验，严格控制流量；
（2）调试合格后，开计量泵，计量加入清洗药剂。
（3）清洗时间达到2~4小时。
由于采用的渗透剂及润湿剂呈中性、无毒，其生物降解性≧95%，因此对环境无污染，可以直接排放。但是由于污垢为酸性，且含有少量的硫化物，清洗液应排放至污水厂处理。
5.2清洗
对预清洗中的炉衬保护情况进行检查，确认无清洗液渗入等问题后，即第二步清洗。开启清洗泵进行清洗，同时计量加入清洗药剂。测定清洗液的表面张力、腐蚀率、PH值，每隔10min移动清洗喷头一次，每次移动20~30cm,往复移动。
    PH值控制在6~9范围内，清洗液表面张力保持基本不变时停止清洗。
5.3冲洗
冲洗步骤同预清洗步骤一致。
6炉衬保护措施
    在清洗过程中，为了保护炉衬我们采取了以下措施：
6.1清洗时使用的专用喷头能垂直均匀喷射清洗液，不往两边喷射，清洗液不喷沾到炉衬表面；
6.2 旁边半支炉管不进行清洗，使炉衬完全不沾清洗液；
6.3严格控制清洗液的流量，使清洗液流速保持在0.25~0.3m/s（喷嘴处流速），这样清洗液的流动是以一种平稳、缓慢的状况下进行，能确保清洗液完全不与炉衬接触，清洗液的流动状况如图4所示；
6.4在对流段下部铺上防水布，使流下来的清洗液既不与衬里接触，又能迅速从辐射段底部人孔排出流入污水井中，能很好地保护炉衬。
根据我们在上海石化、吉林化工股份公司、扬子石化、燕山石化、茂名石化、长岭炼化公司等炼油装置的清洗经验，通过采取以上措施后清洗液完全不与炉衬接触，能很好地保护炉衬。
 
      喷头                           分配器（150mm高）
 
 
炉衬                                                  炉衬
 
                                                     炉管（翅片）
清洗液
 
 
 
                                                   炉管（光管）
 
 
  防水布                                            防水布
        炉底（对流段）      排放口
                                  排放管
图4、清洗液的流动状况示意图
 
7、安全
在施工过程中，应遵守大庆石化公司有关安全规定及《化学清洗安全规定》。
做到文明施工，施工机具和施工材料摆放整齐有序；施工废料按指定地点排放，做到工完料净场地清。
进入炉膛内部前，将办理＜进入容器作业票＞，未办理作业票和安全监护人未到现场前，任何人不得进入炉膛内。在炉膛内进行施工时，遇到紧急情况，如炉管或盲板泄漏等，应立即撤出，并立即通知安全监护人，在隐患未消除前，不得继续施工。在炉膛内施工属于高空作业，严格执行高空作业规定，所有施工人员必须系好安全带，另外，在施工前，将搭设脚手架，并派专人检查脚手架的载重效果及平衡性。
在清洗、施工过程中， 大的安全隐患是作业人员不小心可能出现的摔倒或碰伤等事故（特别是下雨天）。因此，在施工现场，特别是在上、下、楼梯的时候，我们要求大家相互提醒和注意。
紧急情况下的应急预案

1. 发生火险时，我们将立即切断清洗泵电源，停止清洗，并迅速撤离现场。

2. 炉膛内施工过程中，如感觉空气异常，我们将立即撤出炉膛，并立即告知安全监护人，通知有关人员进行临时采样分析；

3. 在炉膛内施工过程中，如发现炉管或盲板泄漏，我们将立即撤出炉膛，并立即通知安全监护人，并要求消除炉管泄漏后，再进行施工；

4. 根据我们在清洗其它加热炉时的经验，部分炉膛内温度突然升高，这是炉管内突然串入物料的现象，我们将立即撤出炉膛，并通知相关人员检查流程，直至炉膛温度达到施工要求．

8、环保措施
    由于采用的药剂都呈中性且易于生物降解，对环境无污染，但是由于污垢呈酸性，且含有硫化物，预清洗液应排放至污水厂处理。清洗及冲洗时则只需要对清洗液中和（PH值控制在6~9范围）即可以排放。所以，现场须准备两个排放管。
在以往的清洗过程中用RCS-9000快速在线腐蚀测定仪对腐蚀率进行测定，使其控制在小于2g/㎡.h，远远低于国家规定的10.0g/㎡.h 的标准，在清洗过程中对设备基本无腐蚀。
9、检测项目和频率
1、PH值：每半小时一次，控制在6~9范围内。方法：PH试纸。
2、表面张力：2-3小时一次（视情而定），保持记录，表面张力不变为清洗停止。方法：表面张力仪。
3、腐蚀率：2小时一次，保持记录。控制范围为小于2g/㎡.h。方法：使用RCS-9000快速在线腐蚀测定仪进行测定。
10、清洗后的清理、检查和验收
清洗完毕后，采用以下方式验收：
1〉按静态验收：
⑴目测：对流段炉管可看到表面的灰垢、铁锈清除干净，设备见本体。炉衬无损坏及炉衬不被淋湿。
⑵清洗设备腐蚀率：碳钢≤2.0g／ｍ^２.ｈ；不锈钢≤0.8 g／ｍ^２.ｈ；按清洗过程挂片测定结果，由甲方挂片,结果双方共同确认。
２〉按动态验收：
⑴同工况条件下，排烟温度降低20℃以上。
⑵燃料气消耗量、燃料油消耗量有所降低。
清理：其他人员进行出渣及拆除所有施工物；做到“工完、料净、场地清”。