徐永杰,徐文斌，武曉偉

（1.南京工大環(huán)境科技有限公司，江蘇南京210000；2.安徽職業(yè)技術學院，安徽合肥230011；3.洛陽雙瑞特種裝備有限公司，河南洛陽471000）

換熱器在制造、加工、焊接及安裝過程中，會產(chǎn)生表面油污和氧化物等油脂污垢，而高速流動的介質與油脂摩擦可能會發(fā)生爆炸[1]，因此，環(huán)氧乙烷（EO）裝置對設備及管線的潔凈度要求很高，設備出廠必須按照圖紙設計要求進行脫脂處理，以減小安全隱患[2]。

茂名石化20萬t/a環(huán)氧乙烷裝置共有四臺固定管板式換熱器，分別為兩臺DN2000 mm，一臺DN1600，一臺DN1400，為了保證設備本身不受損并順利完成脫脂，需合理選擇脫脂工藝。一般脫脂工藝易受溫度與脫脂劑分子濃度的影響[3-5]；另外，時間因素也是影響脫脂效率的主要因素。

1 脫脂方案

1.1 脫脂方法

設備脫脂一般有灌浸法、擦拭法、噴淋法、循環(huán)法和超聲波法[6]?；趽Q熱器的結構特點及外型參數(shù)，灌浸法、噴淋法都不適合本裝置的脫脂清洗；擦拭法脫脂難以達到預期的脫脂效果；超聲波法清洗時間過長，會引起設備表面光潔度損傷；因而最終選擇循環(huán)法進行脫脂，將配比好的脫脂液充滿設備內部，并循環(huán)流動清洗。

1.2 脫脂劑選用原則

（1）不能對容器設備本身的形態(tài)造成明顯改變。

（2）不能改變容器設備本身的材質性質。

（3）不能腐蝕容器表面。

（4）最好無毒，成本低。

脫脂劑的選擇需滿足上述要求并同時達到設計的技術指標要求，綜合熱泵部件的脫脂經(jīng)驗，選擇工業(yè)上應用廣泛的金屬清洗劑與氫氧化鈉配制溶液進行脫脂。

根據(jù)設備的油污特性，確定脫脂劑的脫脂液濃度為8%～13%，溫度為50℃～70℃。

1.3 脫脂中相關設備的改造

目標換熱器脫脂采用循環(huán)法，考慮到設備結構特點及場地操作條件，決定將裝置水平放置進行脫脂。為了保證脫脂清洗時設備內部充滿脫脂液，在換熱器管程進出口位置增加法蘭蓋及外伸管件，保證管件的外伸高度H大于設備半徑R。其示意及效果圖見圖1和圖2。

圖1 設備改造示意圖

圖2 外伸管件實物

1.4 脫脂操作流程

脫脂循環(huán)采用循環(huán)泵驅動脫脂液，按圖3 搭建管道，形成獨立完整的循環(huán)清洗系統(tǒng)。關鍵操作流程如下：

（1）設備先進行水壓試驗。

（2）水壓試驗合格后，對目標換熱器按圖1進行改造，然后一端封閉，一端與過渡水槽連接。加熱過渡水槽中的脫脂液，持續(xù)向換熱器內部充注脫脂液，直至充滿內部空間，不存在氣室，保證脫脂效果。

（3）開啟目標換熱器的封閉端，與清洗管路系統(tǒng)相連通。

（4）開啟循環(huán)泵進行脫脂液循環(huán)，調整閥門開度，控制流量。

（5）為保證脫脂液的溫度，加熱脫脂循環(huán)中的過渡水槽。

（6）循環(huán)一個周期24 h，然后進行脫脂檢測，確認是否脫脂干凈。根據(jù)檢測結果判定合格或再循環(huán)。

（7）檢測合格后，清理脫脂液，并用潔凈水沖洗設備內表面，最終檢測殘水pH 值≤7.5 為合格，其中沖洗不銹鋼的水需保證氯離子含量≤25 mg/L。

（8）設備排水完成后，用壓縮空氣吹掃，確保設備內無殘留水。

圖3 脫脂流程圖

1.5 脫脂效果的判定

按脫脂驗收規(guī)范，設備脫脂后應當檢驗脫脂效果。首先目測設備內表面已恢復金屬本色，表面清潔，無殘留氧化物焊渣等雜物；再采用波長320～380 nm的紫外光照射換熱器內表面，無紫藍色熒光為合格，說明油污被清洗干凈[7]。

1.6 設備的存放及運輸

換熱器內部脫脂清洗完成，且吹掃干燥后，應及時用薄不銹鋼板和適當?shù)? mm橡膠墊片與管口法蘭用螺栓緊固，螺紋接頭必須用絲堵塞住，以避免二次污染。

管殼程分別充入0.1 MPa 的氮氣，然后，設備固定于特制鞍座上，充氮運輸。途中棚布覆蓋，防塵、防雨、防污。

1.7 安全規(guī)定

脫脂作業(yè)過程中存在一定的風險和安全隱患，為了確保工作人員的人身安全，有必要做好詳細的安全舉措。

（1）參加脫脂施工的人員要進行技術交底和安全培訓，并嚴格按照施工方案進行施工。同時告知項目監(jiān)理人員進行脫脂見證。

（2）脫脂劑的存放：氫氧化鈉擺放時應在下方用木質基礎墊高，金屬清洗劑應置于陰涼、避光、通風的庫房，并與氫氧化鈉分開存放，并且使用具有產(chǎn)品質量證明文件的合格脫脂劑。

（3）脫脂現(xiàn)場應清除所有易燃易爆物品和脫脂無關的雜物，劃出作業(yè)區(qū)域，無關人員不得入內，并設置操作警示牌，做好防火、防爆、防毒措施。

（4）由于脫脂劑易污染和灼傷皮膚，工作時脫脂人員應穿戴防護工作服。

2 成本分析

換熱器脫脂過程歷時5天，但前期項目報價及工藝方案的確定和準備工作耗時也不短。脫脂完成后容器工藝組對脫脂整個過程進行了成本核算，詳見表1。

表1 成本核算

3 結論

針對茂名石化EO 裝置的脫脂處理，采用循環(huán)法堿洗脫脂的清洗工藝，清洗效果好，脫脂徹底，達到了預期的清洗效果。

根據(jù)清洗設備特點來設計方案，使整個脫脂過程高效率、高質量。同時，降低了清洗費用，節(jié)約了能源，大大減少了整個項目的成本。