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清洗技術(shù)在輸油站設備運行中的應用

文檔作者：王加剛馮先強文檔來源： 1．山東泰豐清洗科技有限公司 2．中石化管道儲運分公司濰坊輸油處東營輸油站		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月27日
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應用技術(shù) 石 油 化 工 腐 蝕 與 防 護 Corrosion＆ Protection in Petrochemical Industry
2 0 1 2 ， 2 9 ( 6 ) · 5 5 ·
清洗技術(shù)在輸油站設備運行中的應用
王加剛 ，馮先強
(1．山東泰豐清洗科技有限公司，山東東營257000；
2．中石化管道儲運分公司濰坊輸油處東營輸油站，山東東營257000)
摘要：石油石化設備在使用過程中結(jié)垢嚴重會引起效率低下，腐蝕穿孔，不能正常使用，甚至
引起安全事故，清洗技術(shù)能較好地解決這些問題。以熱煤爐、原油換熱器為例，介紹了裝置的結(jié)垢
狀況，分析了結(jié)垢原因以及產(chǎn)生的影響；以東營輸油站的熱煤爐、原油換熱器結(jié)垢清洗為例介紹清
洗技術(shù)的工業(yè)應用；詳細介紹了清洗的方法、步驟，化學清洗過程中用藥量的控制，采取的必要措
施，以及清洗后達到的效果；熱煤爐通過采用化學清洗取得良好的效果，原油換熱器通過高壓水清
洗取得良好的效果。清洗技術(shù)在降低設備腐蝕，提高設備使用效率，保障設備安全運行，延長設備
使用壽命上起到了積極的作用。
關(guān)鍵詞：熱煤爐 化學清洗原油換熱器 高壓水清洗
中圖分類號：TE973．9 文獻標識碼：B 文章編號：1007一O15X(2012)06—0055—03
東營輸油站現(xiàn)有熱煤加熱爐(簡稱熱煤爐)6
臺、熱交換器6臺。熱煤爐已運行20多年，爐管、
熱煤換熱器管束及工藝管道內(nèi)結(jié)焦嚴重，導致管
內(nèi)介質(zhì)流動阻力加大、能源浪費、加熱爐效率降
低，給裝置正常運行帶來安全隱患。為了消除安
全隱患，必須對熱煤爐進行清洗除焦。
1 熱煤爐導熱油垢概況
1．1 導熱油存在的不足
導熱油在加熱過程中易被氧化，高溫下油品
酸值增大且變化率較大，其運動黏度逐漸增加，在
300～400℃時易發(fā)生熱裂解，在設備內(nèi)壁生成積
炭，影響傳熱效率，加速導熱油老化失效。產(chǎn)生的
油焦垢使管壁熱阻增加，管道內(nèi)徑變小，介質(zhì)流動
壓力增大，生產(chǎn)過程能耗增加，設備壽命縮短，嚴
重影響生產(chǎn)。
1．2 導熱油結(jié)垢原因
高溫導熱油在熱煤爐中循環(huán)傳送熱能，在超
溫狀態(tài)下會產(chǎn)生膠質(zhì)，有一小部分將附著在爐管
內(nèi)壁，易形成結(jié)焦。在導熱油循環(huán)過程中，空氣串
入使導熱油易發(fā)生降解和聚合作用，形成低沸物
和高沸物。部分高沸物溶解在導熱油中，粘附在
管內(nèi)壁，又形成結(jié)焦。另外，操作溫度超過其設計
溫度則引起自催化熱分解，導致管內(nèi)結(jié)焦。工藝
物料泄漏帶人導熱油系統(tǒng)形成腐蝕產(chǎn)物鐵銹，以
及大修中帶人的雜質(zhì)污染也會促使管內(nèi)壁發(fā)生
結(jié)焦。
1．3 導熱油結(jié)垢造成的危害
導熱油系統(tǒng)中輕組分多將引起泵出口流量
低，聯(lián)鎖停爐；重組分多將引起爐管內(nèi)部結(jié)焦，導
致爐管的傳熱速率下降。熱煤爐的熱效率降低，
造成能源浪費，爐管內(nèi)外溫差加大，當爐管的外壁
溫度達到600～700℃ ，易燒穿爐管，引起火災，甚
至造成人員傷亡事故。結(jié)焦是熱煤爐的大敵，是
引起火災的禍根，避免熱煤爐結(jié)焦是一個很值得
研究的問題。解決方法通常是進行清洗除垢。
2 原油換熱器的結(jié)垢概況
換熱器原油側(cè)污垢沉淀物是原油在一定溫度
下產(chǎn)生化學反應和物理變化的綜合產(chǎn)物。瀝青質(zhì)
沉淀是根本誘因之一。
在原油可溶質(zhì)中，相對分子質(zhì)量最大、芳香性
最強的膠質(zhì)分子極易吸附在瀝青質(zhì)表面，且距離
膠束中心最近，對瀝青質(zhì)具有保護作用。膠質(zhì)周
圍則吸附著芳香性相對較低的小分子，并逐漸過
渡到膠束間相。由于中間沒有相界面，只有當瀝
青質(zhì)、膠質(zhì)、芳香烴及飽和烴的特性和含量相匹配
時，這種呈梯度的膠體結(jié)構(gòu)才能穩(wěn)定存在。
收稿日期：2012—08—23；修改稿收到日期：2012—09—26。
作者簡介：王加剛，工程師，主要從事工業(yè)設備清洗研究工
作。E—mail：wjg197711@163．COnl
石油化工腐蝕與防護 第29卷
原油中瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、芳香烴、烷烴等成分的
含量在一定比例范圍時，原油體系處于平衡狀態(tài)。
當原油體系的組成、溫度等條件發(fā)生改變時，原油
中膠體體系的穩(wěn)定性被破壞，帶電的極性瀝青質(zhì)
分子會通過靜電作用聚集在一起，產(chǎn)生分層、析
出、聚合、結(jié)垢、聚沉、結(jié)塊等現(xiàn)象。同時金屬離子
在一定條件下會引發(fā)自由基聚合反應，加速垢的
生成。
熱煤側(cè)的結(jié)垢與熱煤爐的結(jié)垢方式相同。
3 熱煤爐清洗
熱煤爐主要以化學清洗為主。
3．1 準備工作
(1)公用工程條件：
水：自來水cl一質(zhì)量濃度小于0．2 mg／L，供水
量不小于50 133 ／h；
電：380 V×50 kW；220 V×5 kW；
清洗液加熱方式：電爐加溫或蒸汽加溫。
(2)清洗操作人員應對系統(tǒng)操作、工藝流程、
系統(tǒng)功能等全面理解。
3．2 清洗過程
熱煤爐清洗工序為：系統(tǒng)放油、安裝配管、水
沖洗、脫脂除油、油垢清洗、積炭清洗、水沖洗、漂
洗、鈍化、調(diào)整恢復。
(1)系統(tǒng)放油
如圖l所示關(guān)閉熱煤進口控制閥與熱煤出口
控制閥，拆下孔板后，連接好放油所用的管線，把
熱煤爐里面的導熱油排放到指定的容器。在自然
狀態(tài)下油排凈后再用壓縮空氣將殘余導熱油吹掃
干凈。
(2)安裝配管
如圖1所示把孔板與熱煤進口控制閥之間的
管= 拿掉，接上清洗泵站清洗液人口，關(guān)閉熱煤出
口控制閥后，斷開此處法蘭連接管線，作為清洗系
統(tǒng)清洗液出口，安裝清洗泵站，連接好清洗系統(tǒng)所
用的電源及水源，安裝合理的監(jiān)測點、取樣點及污
水排放管線。
(3)化學清洗前水沖洗
配管安裝好后可先對熱煤爐進行水沖洗，這
樣一可以檢查各法蘭、閥門、臨時配管系統(tǒng)有無滲
漏現(xiàn)象，各閥門的安裝位置是否合理；二可以清洗
熱煤爐中殘留的部分雜質(zhì)。
(4)脫脂除油
清洗槽 注點熱煤出口控制閥
圖l 熱煤爐清洗系統(tǒng)安裝流程
Fig．1 HTM furnace cleaning system installation process
加入定量的LX—C36清洗劑和TFrZ．B清洗
劑，加溫不斷進行循環(huán)。溫度控制在80～90?！?；
流速0．5～2．0 m／s，清洗8～12 h。
(5)油垢清洗
加入定量的LX—tjOl7金屬油污清洗劑、
LX2000-O05洗油王和TFBH-003表面活性劑進行
循環(huán)清洗，溫度控制在80～105 oC，其流速和清洗
時間可根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整。
(6)積炭清洗
加入專用導熱油積炭清洗劑TFQX-402、
LXS-006滲透劑和TFBH-005表面活性劑在水中
均勻循環(huán)。溫度控制在80～100℃ ，流速控制在
0．5～1．0 nr／s，清洗12 h。
(7)化學清洗后水沖洗
此次水沖洗是清理殘留的清洗液和清洗污
物。致清洗液目測透明，清洗污物含量小于
500 mg／L清洗即可結(jié)束。
(8)漂洗
加入定量的H。C H 0 清洗劑和Lx9一_001
緩蝕劑和Fe ，F(xiàn)e¨ 抑制劑進行漂洗工藝。溫度
控制在85～95℃ ，流速控制在0．5～1．0 m／s，清
洗時間控制在1～2 h，pH值控制在5．3～4．5。
(9)漂洗完成后加入鈍化劑進行鈍化處理。
4 換熱器清洗
換熱器清洗工序為：系統(tǒng)隔斷、系統(tǒng)卸壓放
油、拆卸封頭、抽芯、轉(zhuǎn)移至清洗場所、高壓射流清
洗、復位、試壓。
(1)系統(tǒng)隔斷
如圖2所示，在設備停運，系統(tǒng)內(nèi)的導熱油冷
卻后，關(guān)閉換熱器管程熱煤油進出口閥門1，8，切
斷換熱器與系統(tǒng)的連通，由放空閥6檢測進出口
閥門是否關(guān)嚴，如果不嚴，則添加盲板。
第6期 王加剛等．清洗技術(shù)在輸油站設備運行中的應用
關(guān)閉換熱器原油進出口閥門2，4，由放空閥3
檢測內(nèi)部原油是否憋壓，來判定原油進出口閥門
是否關(guān)嚴。如果閥門關(guān)閉不嚴，而采用加盲板方
式不好操作，則加注密封紙或其它措施保證閥門
無泄漏。
圖2 換熱器清洗系統(tǒng)流程
Fig．2 Heat exchanger cleaning system process
1一放空閥；2一原油進口閥；3一原油放空閥；4一原油出口閥；
5．熱煤出口閥；6一調(diào)節(jié)閥；7一熱煤放空閥；8-熱煤進口閥。
(2)系統(tǒng)泄壓放油
系統(tǒng)完全隔斷以后，打開放空閥6卸載換熱
器內(nèi)壓。在閥門6處連接好排放導熱油的管子將
導熱油排到干凈容器里，并用壓縮空氣將設備內(nèi)
殘留的油進行吹掃，吹掃至排油管口不再出油為
止。為確保排油徹底，把換熱器管線最低處閥門
拆開將管線內(nèi)的熱煤油排放至準備的接油槽內(nèi)。
由于導熱油很難排除干凈，按照圖2所示在
閥門5接上進水管，在閥門3接上排水管，進行水
沖洗，可將原油排到指定的位置。
(3)拆卸抽芯
導熱油和原油排放干凈后，拆卸換熱器封頭，
用專用設備把換熱器芯子抽出，托運到指定地進
行高壓水射流清洗。
(4)換熱器清洗
采用德國KAMTA高壓水射流清洗設備進行
清洗。先用手持搶將換熱器殼程外部清掃干凈，
再用軟搶對換熱器管程進行逐根內(nèi)部清洗，其清
掃效果圖見圖3。管程清洗完畢后再清洗換熱器
殼體內(nèi)部。
圖3 換熱器管內(nèi)清掃
Fig．3 Cleaning W ithin heet exchamger tubes
(5)換熱器復位
清洗質(zhì)量合格后將換熱器芯子復位，更換密
封墊片，墊片采用鋸刺墊片，最后安裝換熱器
封頭。
(6)試壓
復位完成后進行水壓試驗，按照換熱器試驗
壓力等級進行試壓，至試壓合格。
5 結(jié)束語
輸油站系統(tǒng)使用設備種類繁多，在長時間運
行后都會結(jié)垢使設備效率降低。因此，清洗技術(shù)
在石油石化設備的應用越來越廣泛。清洗可以有
效的解決設備在生產(chǎn)中遇到的各類結(jié)垢問題，有
效延長設備的使用壽命、有利于設備的節(jié)能降耗。
保障設備的安全運行。
f編輯杜婷婷)
Application of Cleaning Technology in Equipment Operation in Pump Station
Wang Jiagang1，F(xiàn)eng Xianqiang。
(1．Shandong Cleaning Technology Co．，Ltd．，Dongying，Shandong 257000；
2．Weifang Oil Department of SIN0PEC Pipeline Storage and Transportation Company．
Dongying，Shandong 257000)
Abstract：BP artificial neural network algorithm was applied to establish the failure prediction model of corroded pipelines based
on BP artificial neural network．W ith artificial neural network fitting limit state equation，a large amount of limit state function
values generated from artificial neural network function mapping relationship are used as analytical data．The random sampling by
Monte Carol is applied，and the probability of a wide range of statistic data is analyzed．The reliability index of corroded pipelines
is obtained through the probability analysis to get mean value and standard deviation of the state functions of limit，which has
solved the reliability analysis problem for corroded pipelines．
Keywords：corrosion，failure，BP neural network，Monte Carol law

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