导热油的清洗
•导热油在使用中会发生变质、分解,在系统表面结垢,对热媒炉运行安全构成威胁。当导热油达到报废标准时必须及时更换,并对导热油系统进行清洗。通过对热媒炉导热油系统结垢的原因进行分析,以化学清洗为例,详细介绍了热媒炉导热油系统的清洗方法和步骤,并对清洗更换导热油时的注意事项进行了说明。
主题词热媒炉导热油系统清洗
热媒炉是原油管道输送中必备的热力装置,主要是通过中间介质导热油(热媒)进行热量的传输和交换,并使原油升温。由于导热油使用方便、传导热力均匀、设备操作简单、热效率高,因此,随着石油管道运输业的发展得到越来越广泛的应用。
导热油属有机介质,是在连续高温条件下使用的,使用温度一般在200～400℃之间,为适应这一特殊条件,必须选择热稳定性好的导热油。由于长期使用,导热油会分解、变质,并在系统表面结垢,影响传热效率,对热媒炉运行安全构成威胁,因此,当导
热油达到报废标准时,应及时更换并对导热油系统进行清洗。
一、导热油变质结垢的主要原因
导热油传热系统是在热源(加热器)和用热器之间循环导热油的间接加热工艺系统。如果有机导热油在其稳定极限以下操作,并且不受系统外界物质的污染,则导热油通常是稳定的,但有时导热油会发生过热和污染,形成不溶性物质。这些不溶物沉积在系统内表面,使系统内表面结垢,固体沉渣还会引起系统管道堵塞。污垢会降低整个系统的效率,增加密封件的磨损,甚至引起加热器烧毁或破裂。
1、系统污染产生的结垢
空气渗入系统会引起导热油氧化,使导热油系统内形成大量固体污垢。通常空气的渗入多来自于开口的膨胀槽。导热油氧化以一定的速率形成不溶物,形成速度取决于导热油在空气中的暴露量和温度。腐蚀产物和铁锈是由于氧化作用和从膨胀槽或
其它部位进入的水分产生的弱酸形成的。腐蚀产物和被氧化的导热油不溶物的混合物会沉积在换热器表面,尤其是系统的低流部位,如死角或最低位置。
2、过热产生的结垢
有机导热油的热分解是因导热油温度超过其热分解极限温度而引起的。
超出设计操作条件,例如,过高的热强度或流动受限制的地方,炉管内表面
温度上升,高于热分解极限温度会产生过热。在此情况下,自裂化热分解常常导致炉管内表面结焦。在被氧化剂和杂质所污染的导热油中,结焦加速。由氧化作用和腐蚀产物形成的游渣常常会降低加热器中液体的流速,导致壁温上升,超过温度极限,促使系统迅速结垢。
二、热媒炉导热油系统的清洗
当系统传热性能由于结垢而下降,或者导热油中的固体含量太高时,对系统部件及时进行化学清除是有效的。可采取简单的过滤方法,或复杂的化学和机械清洗方法清除系统内表面的硬焦。对导热油系统的清洗分为导热油在系统中的清洗和导热油排出系统后的清洗。
1、导热油排出系统后对传热系统的清洗
淤泥和沉积物是金属氧化物和导热油分解物,金属氧化物一般可用酸液和螯合剂进行溶解或使之分解,在加入酸或碱液之前,可用溶剂除去污垢沉积物和淤泥中的导热油。化学清洗分为碱液清洗和酸液清洗两大类。
(1)碱液清洗制备一种3%～5%的苛性碱水溶液,并加入洗涤添加剂,将其注入系统中,在100℃下循环,通过系统所有部件,冲洗所有仪表管路,使大部分固体分散到溶液中,通过回路油管滤网除去或由系统排泄管排出。应定期检查滤网。清洗完毕后,打开低位排泄管,从系统中排出碱液和固体物。
(2)酸液清洗制备一种溶剂和酸洗化合物的溶液,以90～100℃的温度在系统中循环,以最大流速通过每个系统部件。清洗完毕后,将酸液从系统中排出,并用水冲洗系统。
2、导热油在系统中时对传热系统的清洗
(1)过滤器过滤在导热油只有轻度氧化或系统湿润面只有轻度腐蚀的情况下,可以通过旁路将固体滤除。可以在低温下采用若干个能除去100μm 或更小公称粒子的过滤器进行过滤。在系统运行状态下,可用数个玻璃纤维绕制的过滤器筒进行旁路过滤。当旁路设有10μm玻璃纤维过滤器时,系统可保持清洁。
(2)机械清洗当形成的不溶物质完全堵塞了系统,产生坚硬堵塞物或加热器表面形成硬焦时,需进行机械清洗,以磨去硬焦。采用的方法有,将钢缠绕的耐压胶皮管,如高压喷水管、蒸汽喷枪等插入系统内,机械刮除;用高效氮气泵将高速喷丸或喷砂射入系统内进行清除;通过高温蒸汽-空气除焦法进行清焦。在很多情况下,导热油系统主要部件必须采用机械清洗技术进行清洗。
3、化学清洗步骤
(1)排出旧热媒将旁通膨胀罐的阀门关死,封闭系统,从泵出口处引入压缩空气进行吹扫,从换热器等排污口排出热媒。因管网及设备存在串并联结构,排出过程中要进行并联切换。待系统中大部分热媒排出后,将膨胀罐旁的阀门打开,将罐中热媒注入系统,再将旁通膨胀罐的阀门关死,用压缩空气吹扫二、三遍,然后将系统中热媒排出。每遍约需1h,此步骤需3h。吹扫前启动热媒泵循环系统,点炉,使热媒温度达到50℃左右,降低热媒粘度,空压机出口压力保持在0.4～0.6MPa。
(2)加水冲洗残余热媒从膨胀罐加入消防水,使系统注满水。启动热媒泵循环系统,点炉,使水温达到80℃左右,将系统中热媒和水充分混合后排出。系统稳定后按步骤(1)排出热媒。此步骤需要4h。
(3)加清洗剂清洗焦碳从膨胀罐加入清洗剂浓缩液,再加入水稀释,使系统注满水,膨胀罐液位在最低点即可。启动热媒泵循环系统,点炉,使水温达到90℃左右,循环24h,排出清洗剂及污液。对膨胀罐进行人工清污,将沉积物和罐壁上的锈蚀清除。
此步骤需要26h。
(4)加水漂洗从膨胀罐加入消防水,使系统注满水。启动热媒泵循环系统,点炉,使水温达到80℃左右,系统稳定后按步骤(1)排出废水(漂洗二、三遍)。测试水的pH值,水为中性时即可。在过滤器中加入80目滤网,及时清除焦碳。此步骤需要14h。
(5)排出系统中的水将旁通膨胀罐的阀门关死,封闭系统,从泵出口处引入压缩空气进行吹扫,从换热器等排污口排出水。由于管网和设备采用的是串并联结构,所以排水过程中要进行串并联切换,尽量将水排出。待系统中大部分水排出后,将膨胀罐旁通的阀门打开,将罐中水注入系统,再将旁通膨胀罐的阀门关死,用压缩空气吹扫,进行二、三遍后将系统中的水排出。每遍约需1h,此步骤需要3h。
(6)加入新导热油加入新热媒,点炉,脱去水和轻组分,按脱水流程控制热媒温度,使其达到使用条件。此步骤需要24h。
三、清洗工作中的安全及注意事项
(1)清洗前,认真检查流程,防止憋压。应严格控制温度,防止水气化、喷出,防止热媒、清洗剂泄漏污染环境。
(2)当导热油的温度在60℃以下时,通过低位排放口将其排出。从系统中排出的热油应按有关规定进行处理。
(3)由于溶剂闪点低、挥发性强,因此在把溶剂送入传热系统中之前,应采取适当的安全措施,妥善保管。
