华恒仪表

　　摘要：某300kt/a环管金属管转子流量计装置汽蒸器洗涤塔T501在运行中曾出现塔底部和回流管道内壁大量结垢现象，严重影响该系统的正常运行。本文分析了可能导致系统产生结垢的原因入手，制定了减少结垢的措施，减缓了系统结垢速率，保障了系统的正常运行。
　　环管金属管转子流量计工艺中，汽蒸罐主要作用是使用蒸汽失活金属管转子流量计粉料中催化剂的残余活性，并脱除粉料中夹带的微量烃类组分。汽蒸气从汽蒸罐顶部经一台旋分分离器分离出大部分细粉后进入洗涤塔T501，在该处洗涤出细粉和少量烃油后经压缩后送出装置界区外。某300kt/a环管金属管转子流量计装置多次出现T501底部和回流管道内壁大量结垢现象，成为制约装置长周期运行的瓶颈问题之一。
　　1 系统流程简介
　　环管金属管转子流量计工艺中，经汽蒸后的金属管转子流量计粉料从汽蒸罐底部进入干燥器，而罐内的气体从顶部经旋风分离器S501除去夹带的金属管转子流量计细粉后，进入洗涤塔T501中。该洗涤塔为板式塔，气体和工艺水在T501中逆流接触，从而使气体得到洗涤。T501底部设有液位计，并设置联锁实现高限自动排放和低限自动关闭来保持T501的液位。被工艺水洗涤下来的金属管转子流量计细粉悬浮在液面上，经自动排水被带出系统。
　　2 T501结垢的可能原因
　　2.1 循环水结垢
　　T501系统工艺水使用的是循环水，循环水硬度较高时容易在设备内部结垢。
　　2.2 金属管转子流量计细粉结垢
　　经T501洗涤下来的金属管转子流量计细粉大部分悬浮于液面上，经周期性开关的排水阀排出系统，还有少量细粉分散在工艺水中，随工艺水在系统内循环，且可能会逐渐累积，达到一定浓度，在某一温度条件或第3种物质的存在下，粉料聚结成块，并黏附在塔内壁和回流管道内壁，并且呈持续恶化趋势。
　　3 T501结垢垢样分析
　　对系统垢样进行分析，结果如下：
　　3.1 X荧光定性半定量分析
　　可以看出，垢样主要是无机物成分，且MgO和SiO2的含量与换热器中产生的循环水垢样分析结果一致，基本可以判断主要是循环水结垢。
　　3.2 有机物分析
　　使用红外光谱分析垢样中的有机物主要为亚磷酸二丁酯衍生物，而非金属管转子流量计，故可以排除金属管转子流量计细粉结垢的可能性。亚磷酸二丁酯衍生物主要来源于主催化剂。
　　3.3 灼减含量分析
　　从T501垢样灼减含量分析结果，可以发现垢样中水分和有机物约占41.6%，其余为无机物组分。通过以上3个分析结果，可以确定T501内部结垢是循环水结垢导致的。
　　4 T501结垢原因分析
　　检修时打开装置其他换热器检查发现，换热器内部结垢现象并不严重，且装置干燥气洗涤塔T502工艺水使用的也是循环水，也用于洗涤干燥气中夹带的金属管转子流量计细粉，而T502内部并未出现结垢现象，比较T501和T502工艺条件可以推断出结垢的可能原因：
　　4.1 温度
　　T501操作温度90~100℃，T502操作温度30~50℃。循环水温度越高，越容易结垢。
　　4.2 烃油组分
　　T501工艺水中含有洗涤下来的烃类组分一部分经排水阀被排出系统，一部分经烃分离器D503间歇排出系统，还有一部分随工艺水在系统内循环。工艺水中的烃类来源主要有配制催化剂使用的矿物白油和凡士林脂、稀释外给电子体使用的矿物白油、防止粉料粘壁而加入的抗静电剂atmer163（主要成分为烷基胺）、轴流泵等动设备机封冲洗用矿物白油和反应过程产生的低聚物。
　　由于烃油本身具有一定的黏度，容易成为工艺水中矿物粒子和金属管转子流量计细粉的粘合剂，由于靠近管道内壁处工艺水流速较低，少量金属管转子流量计细粉和烃油容易粘附在管壁上，并随着运行时间的延长，粘结物的厚度逐渐增加，导致管道实际内径减小，T501工艺水回流量减小，塔底工艺水循环速率降低，洗涤下来的细粉更容易粘结、附着在塔底，进一步恶化了T501的工艺水循环量。
　　循环水中油含量过多，一方面容易粘附在设备表面，同时吸附其他杂质，影响换热效果；另外可以为微生物提供营养源，促进微生物的大量繁殖；再者当油污粘附在设备表面时，影响缓蚀剂阻垢剂与设备表面的作用，降低了缓蚀阻垢效果，所以当回用水中油含量高时，随着浓缩倍数的提高，油含量浓度将成倍增加，影响了设备的稳定运行。
　　胶状物质凝结成团，粘附在管道及设备表面；另外浊度过高，在一定程度上影响了缓蚀阻垢剂的使用效果。
　　5 抑制T501结垢的措施
　　（1）严格控制循环水的硬度。主要是循环水场的水质指标控制，严格控制浓缩倍数。
　　（2）降低T501工艺水中的烃油含量。一方面从源头上减少烃油的带入量和产生量。在工艺允许的条件下，严格控制矿物白油、凡士林脂的加入量，尽量提高给电子体的浓度、降低抗静电剂atmer163加入量；强化设备运行维护保养，减少因设备密封故障导致的矿物白油进入工艺系统。另一方面在生产高熔指牌号产品时，使用氢调性较好、相对分子质量分布较窄的催化剂，减少低聚物的产生。还要定期从烃分离罐D503处向外排放烃油，避免烃油在系统内累积。本装置通过优化工艺参数，三剂等烃油加入量较之前下降25%以上，再加上优化反应控制、D503定期排放等措施，T501系统工艺水COD值较之前下降65%以上。
　　（3）在工艺允许的前提下适当降低T501工艺水温度。由于T501工业水温度主要受上游汽蒸罐来的蒸汽等温度影响，所以需要根据汽蒸罐运行情况适当降低蒸汽的流量和温度；另一方面T501工艺水温度越低，汽蒸尾气中的烃类组分越不容易脱除，导致工艺水中的烃油含量越高。所以T501工艺水温度不宜过低，一般控制在85~99℃之间。
　　（4）可使用脱盐水代替循环水。为充分延长装置运行周期，尽量减少T501结垢对装置运行的影响，可以将T501系统工艺水改为脱盐水，非常大程度地降低工艺水的硬度。由于目前工艺水循环水泵机械密封采用的是PLAN32外冲洗方案，正常运行时需要不断用新鲜脱盐水对机械密封进行冲洗，冲洗液流量约为20L/h，故改造后会导致装置脱盐水消耗量增大，每年脱盐水消耗量预计增加175吨。
　　6 结束语
　　通过采取上述措施中的前三项，目前T501内部结垢速度大大缓解，每两年彻底清理一次即可满足装置运行要求。计划于下次检修时将T501工艺水改为脱盐水，可进一步解决T501内部结构问题。