蒸发器管道吹扫和清洗的目的和方法

2011年12月27日 作者：圣亚 次

化工装置开工前，需对其安装检验合格后的全部工艺管道和设备进行吹扫与清洗（以下统称吹洗），它的目的是通过使用空气、蒸汽、水及有关化学溶液等流体介质的吹扫、冲洗、物理和化学反应等手段，清除施工安装过程中残留在其间和附于其内壁的泥砂杂物、油脂、焊渣和锈蚀物等，防止开工试车时，由此而引起发生的堵塞管道、设备；损坏机器、阀门和仪表；玷污催化剂及化学溶液、影响产品质量和防止发生燃烧、爆炸事故；是保证装置顺利试车和长周期安全生产的一项重要试车程序。化工装置中管道、设备多种多样，它们的工艺使用条件和材料、结构等状况都各有不同，因而适用它们的吹洗方法也各有区别。但通常包括以下几种方法：水冲洗、空气吹扫、酸洗钝化、油清洗和脱脂等。它们的主要特点和使用范围概述如下。

一、水冲洗

水冲洗是以水为介质，经泵加压冲洗管道和设备的一种方法。被广泛应用于输送液体介质的管道及塔、罐等设备内部残留脏杂物的清除。水冲洗管道应以管内可能达到的最大流量或不小于1.5m/s的流速进行（这里不包括高压、超高压水射流清洗设备、管束内、外表面积垢方法）。一般化工设备、管道冲洗常用浊度小于10*106，氯离子含量小于100*106的澄清水，但对于如尿素生产装置等采用奥氏体不锈钢材料的设备和管道，为防止氯离子（Cl-）的聚积而发生设备、管道等的应力腐蚀破裂（SCC），则需采用去离子水冲洗。水冲洗具有操作方便、无噪声等特点。

二、空气吹扫

空气吹扫是以空气为介质，经压缩机加压（通常为0.6-0.8MPa）后，对输送气体介质的管道吹除残留的脏杂物的一种方法。采用空气吹扫，应有足够的气量，使吹扫气体的流动速度大于正常操作气体流速，一般最低不小于20m/s，以使其有足够的能量（或动量），吹扫出管道和设备中的残余附着物，保证装置顺利试车和安全生产。空气吹扫时空气消耗量一般都很大，并且要一定的吹扫时间。因此，空气吹扫通常使用装置中最大的空气压缩机或使用装置中可压缩空气的大型压缩机（如乙烯装置中的裂解气压缩机等）空气运转提供。对于缺乏提供大量连续吹扫空气的中小型化工装置，也可采用分段吹扫法，即将系统管道分成许多部分，每个部分再分成几段，然后逐段吹扫，吹扫完一段与系统隔离一段。这样在气源量小的情况下，可保证吹扫质量。对大直径管道或脏物不易吹除的管道，也可选用爆破吹扫法吹除。忌油管道和仪表空气管道要使用不含油的空气吹扫。氮气由于来源及费用等原因，一般不作为普通管道和设备的吹扫气源，而常用作空气吹扫、系统空气干燥合格后，管道、设备的保护置换。

三、蒸汽吹扫

蒸汽吹扫是以不同参数的蒸汽为介质的吹扫，它由蒸汽发生装置提供汽源。蒸汽吹扫具有很高的吹扫速度，因而具有很大的能量（或动量）。而间断的蒸汽吹扫方式，又使管线产生冷热收缩、膨胀，这有利于管线内壁附着物的剥离和吹除，故能达到最佳的吹扫效果。蒸汽管道应用蒸汽吹扫，更是动力蒸汽管道所必须。动力蒸汽管道吹扫时，不但要彻底吹扫出管道中附着的脏杂物，而且还应把金属表面的浮锈吹除，因为它们一旦夹带在高速的蒸汽流中，将对高速旋转的汽轮机叶片、喷嘴等造成极大的损害。蒸汽吹扫温度高、压力大、流速快，管道受热后要产生膨胀位移，降温后又将发生收缩，因而蒸汽管道上都装有补偿器、疏水器、管道支、吊架、滑道等也都考虑了膨胀位移的需要。非蒸汽管道如用空气吹扫不能满足清扫要求时，也可用蒸汽吹扫，但应考虑其结构能否承受高温和热胀冷缩的影响并采取必要的措施，以保证吹扫时人身和设备的安全。

四、油清洗

机器设备如蒸汽透平、离心压缩机等高速、重载设备的润滑、密封油及控制油管道系统、应在其设备及管道吹洗或酸洗合格后，再进行油清洗。因为这类油管道系统清洁程度要求极高，其间若残留微小杂质，就可能造成运转中机器的轴瓦、密封环的损坏、调节控制系统的失灵，酿成机器设备重大事故的发生。油清洗方法是以油在管道系统中循环的方式进行，循环清洗过程中每8h需在35-75℃的范围内反复升降油温2-3次，以便附于管壁上的粒屑脱落，而后随油循环进入滤油机滤芯除去。清洗用油应采用适合该机器的优质油。清洗合格的管道系统
应采取有效的防护措施。机器试运转前应更换合格的润滑油。油清洗作业周期长，一般都需要40-50天才能完成。为缩短油清洗时间，目前一种采用新型精滤器以捕捉微小铁磁物质的大流量油冲洗的移动式装置已投放市场，其油洗时间较前者可缩短近2/3，这无疑给装置试车带来良好的经济效果。
油清洗合格的标准，当设计或制造厂没有提出对油管路系统清洗的具体要求时，有两种确定油清洗是否符合要求的方法。其一为采用美国MOOG 四级标准检测，方法为以100ml 油样中颗粒状杂质大小数作为界限，使用20倍放大镜进行观测，当连续二次取样观测达到以下标准（表1-1-4-1 时）时，则可认为该油系统已冲洗合格。
表1-1-4-1
油冲洗合格标准
（用JC10型20倍读数显微镜观测计数）
颗粒大小μm        >150        100-150        50-100        水分
标准，个数        0        ≤21        ≤225        0
其二为用滤网进行检查，其合格标准按表1-1-4-2 规定。
表1-1-4-2 油清洗合格标准
设备转速(r/min)        滤网规格(目)        合格标准
≥6000        200        目测滤网，以cm2范围内残余的污物不多于3 颗粒
＜6000        100       

五、脱脂

设备、管道的脱脂处理是为那些在生产、输运或储存、使用过程中，接触到少量酌油脂等有机物就可能发生燃烧或爆炸的介质（如氧气），以及接触到油脂等会影响产品质量的又一类清洗工作。为保证试车和生产的安全，对这类设备、管道（包括管件、阀门、仪表、密封材料）以及安装所用的工具、量具等，都必须在安装使用前进行严格的脱脂处理。脱脂是利用脂可溶于某些化学溶剂的原理，因此，脱脂处理的操作过程，实际上就是一种化学清洗过程。
管道及设备的脱脂首先应选好脱脂剂，对于脱脂剂可参照表1-1-4-3选用。
表1-1-4-3脱脂剂选用表
脱脂剂名称        适用范围        附注
工业二氯乙烷        金属件的脱脂        有毒、易燃、易爆
工业四氯化碳        黑色金屑、铜及非金属的脱脂        有毒
工业三氯乙烯        金属件的脱脂        必须含稳定剂、有毒
工业酒精≥95.6%（质量）        脱脂要求不高的设备、零部件以及人工擦洗表面        易燃、易爆
浓硝酸≥98%        浓硝酸装置的耐酸管件及瓷环等的脱脂       
此外还可以用丙酮、苯、碱液作脱脂剂。最常用的脱脂剂为四氯化碳、因其脱脂效率高、毒性及对金属的腐蚀性较小，适用范围广。
脱脂剂应能很快地溶解油脂，使用的脱脂剂含油量应符合质量标准，必要时需通过化验测定，脱脂剂的使用规定见表1-1-4-3所示。脱脂剂溶解油脂是有，限度的，使用后已被污染，所以一般只能使用一次，须重复使用时则必须蒸馏再生，并检验其含油量合格后才能用来脱脂。
表1-1-4-3 脱脂剂的使用规定
含油量，ml/l        使用规定
>500        不得使用
50-500        粗脱脂
<50        净脱脂
常用的脱脂方法有# 种：即灌注法、循环法、蒸汽冷凝法和擦洗法。通常设备容积较大者采用蒸汽冷凝法、擦洗法。对有明显油迹或严重锈蚀的设备、管道和管件等，应先用蒸汽吹扫、喷砂或其他方法清除干净，同时对使用有机溶剂如四氯化碳等脱脂前应将残余水驱尽，再进行脱脂。
因大多数脱脂剂具有毒性或爆炸性，使用时必须注意防止中毒和形成爆炸混合气，因此，脱脂现场要建立脱脂专职区域，施工场地应保持清洁，安装临时冲洗水管和设置防火装置，保证通风良好。脱脂溶剂不要洒落在地上，废溶剂应收集和妥善处理。工作者应穿戴无油脂工作服、防护鞋、橡皮手套及防毒面具等。经脱脂后的管道、管件等一般还要用蒸汽吹洗，直至检验合格为止。在不宜用蒸汽吹洗时，溶剂脱脂后可直接进行自然通风排尽。为加速消除残余溶剂，可用无油的氮气或空气（限于四氯化碳溶剂）加热到60-70℃进行吹除。
设备、管道、管件等脱脂后需经检查鉴定，检验标准应根据被输送的介质在压力、温度不同的情况下接触油脂时的危险程度而确定。一般情况下可按下列规定进行检查。
（1）为输送或储存富氧空气或防止触媒活性降低而进行的脱脂的设备、管道、管件等，如按脱脂的方法严格处理者，可不进行分析检验。而用清洁干燥的白色滤纸擦拭设备及管道和附件，纸上无油脂痕迹为合格。也可用紫外线灯照射，脱脂表面应无紫蓝荧光为合格。
（2）输送或储存氧气的设备和管道等，可采用下述方法进行检验：用蒸汽吹洗脱脂剂时，用一较小器皿取其蒸汽冷凝液，于其间放入数颗粒度小于1mm
的纯樟脑，以樟脑能不停地旋转为合格；另外，可将脱脂后的溶剂取样分析，溶剂中油脂含量小于0.03%为合格。
脱脂合格的设备、管道、阀件等应及时封闭管口，保证在以后的工序中不再被污染。如果设备、管道、阀件等在制造后已脱脂并封闭良好，如空分装置的空分塔等，安装后可不再脱脂。

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