煤氣流量計堵塞後的煮洗和吹掃措施

摘（zhāi）要:在（zài）萘法苯酐裝置中，煤氣流量計的（de）堵塞會大幅度（dù）減少裝置的生產產（chǎn）量。本論文對煤氣（qì）流量計堵塞後的煮洗、吹掃（sǎo）進行了（le）詳細的描述。煮洗可有效剝離管束翅片上的雜（zá）質，恢複裝置的生產能（néng）力;吹掃可將翅片（piàn）管束上殘留（liú）的易燃鐵鹽吹出，保證裝置的安全開車。
煤氣流量計是苯酐生產中的（de）重要設備。據苯酐行業（yè）的統計（jì）資料顯示，在導（dǎo）致苯酐裝置停車的事故中，煤（méi）氣流量（liàng）計所占比重（chóng）*大，幾乎所有廠家都無一幸免（miǎn）。造成煤氣流量計泄漏、爆管、燃燒事故的原因及預防（fáng）措施在相關（guān）文獻中都有詳細的（de）介紹，本論文不再贅述，但鮮有文獻對煤氣流量計堵塞後的煮洗和吹（chuī）掃措施進行詳述。本論文結合多年的車間實際工作經驗，對煤氣流量計堵塞的現（xiàn）象、原因及堵塞後的煮洗和（hé）吹掃進行了詳述。
1 苯酐氧化工段的工藝流程
1． 1 氧化工藝流程概述
以原料萘為例。萘由原料儲罐經液萘泵加壓後進入萘（nài）蒸發器，液萘在萘蒸發器內由中壓蒸汽（qì）加熱汽化分離，經（jīng）流量調節閥、流量計和氣萘切斷閥後進入汽化器;空（kōng）氣（qì）經風機加壓（yā）後，經空氣加（jiā）熱器加熱後進入汽化器（qì），氣（qì）萘（nài）和空氣在汽（qì）化器內混合均勻（yún）後進入氧化反應器上部，經（jīng）催（cuī）化床層發生氧化反（fǎn）應生成苯酐和少量的副產物(以順酐、苯（běn）甲酸、萘醌、和鄰苯二甲酰（xiān）亞胺為主);反應（yīng）氣體經煤氣流量計冷卻後再進入切換冷凝器進行（háng）凝華捕集，少（shǎo）量未被捕集的有機物（wù）和不凝氣體經尾（wěi）氣管（guǎn）路進（jìn）入蓄熱焚燒裝置焚燒處理，焚燒後的尾氣達標排放。
1． 2 苯酐氧化工藝流程簡圖

2 苯酐煤（méi）氣流量計
2． 1 煤氣（qì）流量計的工（gōng）作原理（lǐ）
煤氣流量計為廂形結構，屬（shǔ）翅片式換熱器，內裝 7 組結構形式基本相同的矩形管束，前麵兩組並聯，用來產（chǎn）生高壓（yā）蒸汽，稱之為（wéi）汽段;後麵五組串聯，用來預熱鍋爐水，稱之為水（shuǐ）段。簡（jiǎn）單來講，煤氣流量計屬於一台兩段式（shì）廢熱鍋爐，進入到煤氣流量計的（de）高溫（wēn）反（fǎn）應氣體和管束內的脫氧水進行（háng）換熱（rè），反應氣體降至規定溫度的同時脫氧水也得以升（shēng）溫。

來自無離子水罐的（de）脫氧水經多經泵加壓（yā）、經脫氧水加熱器（qì）加熱後（hòu）進入（rù）到煤氣流量計的水段（duàn），脫氧水與反應（yīng）氣體換熱後分兩路:一路進入中壓汽包，保證汽包有穩定的液位;一路進入熔鹽冷卻器帶出熔鹽攜帶的反應熱。來自中壓汽（qì）包的高溫水經管路接至煤氣（qì）流（liú）量（liàng）計汽段底部，高溫水與（yǔ）反應氣體換熱後產生高壓蒸汽，高壓蒸汽又返回中壓汽包（bāo）。汽包還有一路直接注水管路，此路水不經過煤氣流量（liàng）計水段，而是直（zhí）接進入汽包。在煤氣流量計出口（kǒu）溫度（dù）偏低（dī）而汽包液位（wèi）也比較低時，可開此直接注水（shuǐ）管路（lù）來穩定汽包液位。其詳（xiáng）細流程圖如圖 2。
2． 2 煤氣流量計的堵塞
煤氣流量計的堵塞在萘法苯酐工藝中尤為明顯。由於煤氣流量計（jì）水（shuǐ）段溫度低，堵塞也主要集中在水段。
2． 2． 1 煤氣流量計堵塞（sāi）的現象
煤氣流量計（jì）的堵（dǔ）塞是（shì）一個逐漸加重的過程，相應（yīng）的工藝控製（zhì）參數也有明顯（xiǎn）的變化:
(1)係統風量降低且（qiě）係統阻力升（shēng）高。管束（shù）翅片間（jiān）的流通空間被堵塞，必然導致（zhì）係統阻力升高，隻能通過降低係統風量來調整係統阻力。
(2)煤氣流量計（jì）出口溫度居高不下，即便增加水段的水流量並降低脫氧（yǎng）水的溫度也不能明顯減低（dī）煤（méi）氣流量計出口溫度。水段堵塞後，翅片管束的（de）換熱效果差（chà），必（bì）然導致反應氣體不能被很好的降溫。
我（wǒ）們打開煤氣流（liú）量計尾部的防爆口發現:水（shuǐ）段管束和殼體壁上均附著一層厚厚的（de）沉積物。
2． 2． 2 煤氣流量計堵塞的原因
導致煤氣流量計堵塞的原（yuán）因主要有以下幾方麵:
(1)脫氧水溫度低。苯酐在反應產物（wù）中具（jù）有較高的（de）露點溫（wēn）度，若脫氧水溫度太低，苯酐就會先冷凝下來，附著在（zài）水段管束和殼（ké）體壁上，形成換熱死角，*終導致（zhì）反應產物中的水蒸氣冷凝下（xià）來，發生一係列反應生成鐵鹽(酞酸鐵（tiě）鹽（yán）和馬來酸鐵鹽)。這些鐵鹽不僅堵塞煤氣流量計，更存在嚴重的安全（quán）隱患（huàn）:酞酸鐵鹽和馬來酸鐵鹽的自燃（rán）溫度（dù）約在 120 ～180℃，而煤氣（qì）流量計內的操（cāo）作溫度在 160 ～400℃，恰在上述（shù）兩種鐵鹽產生自燃的溫度範圍內，很容易導致煤氣流（liú）量計內部著火。
(2)煤氣流量計保溫不完善。煤氣流量計殼體較薄，傳熱性能好，若外壁裸露，就會導致苯酐冷凝並附著在（zài）管束外（wài）壁。
(3)原料（liào）萘雜質多。工業萘（nài）的純度較低，隻有 95% ～ 97%(wt%)左（zuǒ）右，還含有硫茚、灰分等雜質。這部（bù）分雜質也易導致煤氣流量計堵塞。
(4)催（cuī）化劑使用後期，氧（yǎng）化反應的選擇性降低，導致高沸點副產物增多，也導致（zhì）了煤氣流量計的堵塞。
2． 2． 3 煤（méi）氣流（liú）量計堵塞的預防措施（shī）
針對煤氣流量（liàng）計堵塞（sāi）的原因（yīn），我們提出（chū）了相應的預（yù）防措施:
(1)提高（gāo）脫氧水加熱器的溫度（dù）。要求脫（tuō）氧水的溫度不能低於相應負荷下苯酐的露點溫度，以確保煤氣流量計內任（rèn）何（hé）位置的溫度（dù）均高於苯（běn）酐在相應負荷下的露點溫度。據相關文獻報道:裝置負荷在 70g、80g 和 90g 時，苯酐在反應（yīng）產物中的露點溫度分（fèn）別為 140℃、142℃和 146℃。
(2)完善煤氣流量計的保溫。設備保（bǎo）溫一定要到位，保溫層厚度不能低於 200mm 且設（shè）備底部的蒸汽保溫（wēn）要保證正常投入使用。
(3)提高原料萘的純度並加大氧化工段萘的（de）排渣率（lǜ）。
(4)催化劑使用後（hòu）期及時調（diào）整鹽溫（wēn），減少高沸點副（fù）產物的（de）生（shēng）成。
2． 3 煤氣流（liú）量計堵塞（sāi）後的煮（zhǔ）洗措施
在萘法苯酐裝置中，我們可以采取相應（yīng）的措施來延緩（huǎn）煤氣（qì）流量計的（de）堵塞，但隨著生產周（zhōu）期的延長（zhǎng），煤氣流量計的堵塞卻（què）是不可避免的。
2． 3． 1 煤氣流量計堵塞後的煮洗
公（gōng）司采用加入固體（tǐ）碳酸鈉的方式進行堿洗（xǐ）。
2． 3． 1． 1 堿洗前的準備工作
(1)在反應器出口和煤氣流量計進口之間加盲板，但切記要打開反應（yīng）器出口的氣體取樣閥，以防水進入反應器而未能被發現。
(2)打開煤氣流量計出口朝上的（de）防爆口，便於蒸（zhēng）煮過程中水蒸氣（qì）的排出（chū）。
(3)在去熱熔箱的尾氣管路（lù）內堵（dǔ）塞岩棉，防止水汽進入尾氣管路，同時關閉各熱熔箱（xiāng）前蝶閥。
(4)從（cóng）氮氣滅火口處（chù）向煤氣流量計內加入（rù）清水，至氮氣滅火口出（chū）有清水淌出為止。
(5)從煤氣流量計出口朝上的（de）防爆口處向煤氣流量計內加（jiā）入堿粉碳酸鈉。
2． 3． 1． 2 通汽煮洗準備工作做完後，可通汽煮洗（xǐ）。
(1)開直（zhí）接注水閥，作為煤氣流量計水段的進汽閥;開汽包注水調節閥組的放清閥作為水段的排水閥。該閥組位於裝置一（yī）樓地麵，低點排水。
(2)開中壓（yā）汽包至煤氣流量（liàng）計汽段底部的放清閥，作為汽段的排水閥。
(3)通過外管網向中壓汽包調（diào）入蒸汽，保證（zhèng）汽（qì）包壓力不低於 1． 6MPa。通汽後，煤氣流量計內（nèi）部各溫度點的溫度開始上漲，至全部（bù）溫度點上升（shēng）至 100℃時，保溫 1 小時，開煤氣流（liú）量計（jì）底部的放清（qīng）閥，將煤氣流量計內的水（shuǐ）排淨。排水的過程中（zhōng），我（wǒ）們會（huì）發（fā）現:大量的沉積物從管束翅片上剝離，隨水流從氣冷底部的放清閥排出。
我公司一般對煤氣流量計煮洗三遍（biàn）。*一遍加入 4 袋堿粉(40Kg/袋);*二遍（biàn）加入2 袋堿粉;*三遍不加（jiā）堿（jiǎn）粉，用清水煮。煮洗結束（shù）後，將氣冷尾部的防爆口、各手孔打開，檢查氣冷煮洗（xǐ）情況，若煮（zhǔ）洗效果不理想可安裝上述煮洗程序重新煮洗;同時用高壓水（shuǐ）流將氣冷底部已煮洗脫落但未被水流帶出的沉積物衝洗幹淨。
2． 3． 1． 3 煮洗過程中的注意事項
(1)加強巡檢，保證氣體取樣閥處無水流（liú），防止水進入反應（yīng）器。
(2)煮洗過程中，由於蒸發量比較大，必須一直向氣冷內補加清水，保（bǎo）證水位高於氣冷管束的頂部。若水位（wèi）過低，管束頂部的（de）煮洗效果就不理想。
(3)職工在排水的過程中要（yào）做好防護措施，避免燙傷。
(4)氣冷周（zhōu）圍地（dì）麵（miàn）做好圍擋，保證汙水流入汙水管道，不能進入（rù）雨水管（guǎn）道。
2． 3． 2 煤氣流量計煮洗後的（de）吹掃由於沉積物主要的成分有酞酸鐵鹽和馬來酸鐵鹽，二者均具有較低的自（zì）燃溫度，若煮洗後吹掃不幹淨，很容易引發燃爆事故。
2． 3． 2． 1 吹掃前的準備工作
(1)抽出反應器出口和氣冷進口之間的盲板，將氣冷出口朝上的防（fáng）爆口封（fēng）好。
(2)清掃物料管路內的積水，拿出之前放入的岩棉;保證熱（rè）熔箱前蝶閥關閉（bì）。
(3)將氣冷尾部的防爆口打開，作為吹（chuī）掃時的排（pái）風口。
(4)空氣加熱器通汽預熱。
(5)由於吹掃（sǎo）時空氣溫度比較高且有火星冒（mào）出，為確保安全，需對氣冷尾部防爆口周（zhōu）圍灑水降溫，對（duì）相關的油泵（bèng）、油罐做好隔離。
(6)汽包通汽（qì）至 1． 6MPa，氣冷水段管束和汽段管束均與汽包保持連（lián）通，預熱各管束（shù）;同時，吹掃時，空（kōng）氣從熔鹽攜帶的熱（rè）量比較大且有一（yī）部分鐵鹽會在氣冷內燃燒，若（ruò）管（guǎn）束處於空管狀態（tài）的話容易燒壞管束。
2． 3． 2． 2 煤氣流（liú）量計的吹掃（sǎo）
開啟電拖風（fēng）機。空氣經空氣加熱器預（yù）熱後又攜帶反應器內（nèi）的熔鹽熱進入煤氣（qì）流量計。隨著吹掃時間的延（yán）長（zhǎng），煤氣流量計（jì）內各溫度點均（jun1）開始上升，待（dài）氣冷尾部和氣冷出口（kǒu）的溫度接近140℃時（shí），我們就會發現氣冷尾部防爆口處就有火星冒出。一般，我公司將氣冷出口溫度吹至 180℃時，就停（tíng）止吹風。待氣冷（lěng）內部自燃降溫至 130℃ 以（yǐ）下時，再進行*二次吹風。如此反複吹掃，直至氣冷尾部防爆口處無火（huǒ）星冒出為止。若煮洗（xǐ）效果比較理想，一般吹掃三至四次就可（kě）吹掃幹淨。
3 煤氣流量計煮洗後（hòu）的效果
煤氣（qì）流量計煮洗吹掃後，裝置運行期間無燃爆事故（gù），且裝置運行的風量明顯提（tí）高，係統阻力明顯降低，投料量增加。現將煮（zhǔ）洗前後的運行（háng）數（shù）據對（duì）比如下:

4 煤氣流量計煮洗（xǐ）的弊（bì）端
煮洗煤（méi）氣流量計也存在一些弊端（duān）。
(1)煮洗後排水時易發生燙傷事故。
(2)煮（zhǔ）洗過程中產（chǎn）生大量的廢水。
(3)對管（guǎn）束的損（sǔn）傷比較大，特別是煮洗效果不理想，管（guǎn）束內殘存鐵鹽比較（jiào）多時（shí），吹掃時該部分鐵鹽在氣冷內部燃燒很容易燒壞管束。
5 結語
自萘法苯酐工（gōng）藝改造後，公司對（duì）煤氣流量計進行了多次的（de）煮洗（xǐ）吹掃，吹掃後再開車時無燃（rán）爆事故發生且裝置運行（háng）負荷大幅提升。但由（yóu）於煮洗對管束的（de）損傷比較大，在日常生產中，仍（réng）需要（yào）優化工藝（yì）操作來延（yán）緩氣冷（lěng）的堵塞。同時，氣冷堵塞後是否有其（qí）他更好的解決措施仍值得繼（jì）續（xù）探討。

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