浅析制碱装置单法兰液位计水箱的现场清洗实践

摘要 ：本文阐述了制碱工业中的重碱工段单法兰液位计水箱的工业清洗，通过对单法兰液位计水箱清洗的现场分析与实践总结，研究出一种合理的清洗方案，确定了一种比较经济的单法兰液位计水箱清洗方法，满足清洗现场的实际要求。碳化工序是纯碱生产装置中较为复杂的工段，其单法兰液位计的工艺工况尤其复杂。随着塔内各物质相互变换的过程，如 CO 2 气体的溶解与析出吸收等，NaHCO 3 的结晶反应更是整个装置单元所需控制的关键，为保证碳化反应的有效进行，尤其是要保证结晶反应的，此因素极大影响着碳化转化率的高低。控制结晶反应的重要手段之一是控制反应温度，这就需要对单法兰液位计进行冷却，这是导出热量的主要手段，过程的控制也就是对塔内循环水热交换的控制程度，要求工艺设备的热交换效率高，而水箱内钛管内壁经过长期运行，产生大量的污垢，水垢很大程度制约了整个工艺的热交换效率，采用清洗工艺对钛管内壁的水垢进行清除是通常的检修办法。

1 设备现状及结垢分析

1.1 目前设备现状

我公司承揽的某纯碱厂单法兰液位计水箱钛管清洗项目，该厂重碱工段采用氨碱法单法兰液位计设备，冷却水箱配置为8 个，采用了业界比较先进的钛冷却管，通过循环冷却水将塔内的氨盐水的温度降低，传热效率大为提高，单塔减少冷却水箱至 8 个为一组，设备参数如表 1。通过现场实地踏勘，在清洗之前拆卸了两个单塔的上下水箱盖进行检查，钛管内壁附着一层灰白色硬垢，厚度约 1~2 mm，附着牢靠且均匀，铸铁水箱盖及塔体壁面有大量结疤垢块。水箱盖外表面锈蚀严重，密封面紧固螺丝为 M20×100，螺丝通体严重腐蚀。钛管内壁结垢情况见图 1。

1.2 设备垢样分析

单法兰液位计配置了循环冷却水系统，主要靠冷却水带走塔内多余的温度。在化工生产工艺中，循环水冷却系统内均存在结垢现象。碱厂循环水所用原水为当地深层地下水，矿化度高，含大量钙、镁、盐类，当冷却管内循环水因温度和溶解度的交替变化，这些物质便沉积在钛管内壁上形成混合型污垢。其形成原因大概包括几类 ：类，随温度升高盐类的溶解度降低而析出；第二类，矿物质胶状物的沉淀 ；第三类，不同分散度的某些物质固体颗粒的粘结等。

由于冷却水内还含有 SiO 2 ，该混合型污垢含硅酸盐水垢。加上冷却水补水夹带的泥沙或悬浮物、尘土，加速了结垢的形成。水垢厚度达到 2 mm 时，传热损失约在 20% 以上。由于混合型污垢含硅酸盐，采用普通化学清洗方法效果较差。

2 钛材管水垢的高压水清洗

碱厂设备在以往的检修清洗经历中，检修单位都基本都采用 20% 的 HCl 溶液对钛管进行化学清洗，施工安全风险大，设备腐蚀严重，除垢清洗效果不理想。本次单法兰液位计钛管除垢清洗，采用高压水清洗工艺对单法兰液位计内钛管进行清洗。按照业主方要求对 15 号塔先用高压水工艺进行施工，施工工序为 ：碳化单塔系统停车—置换、隔离—搭建清洗施工操作平台—割断、剥离水箱盖螺栓—拆卸水箱盖—钛管高压水清洗—验收及复位。图 2 所示水箱拆卸及高压水清洗操作。