己內(nèi)酰胺事業(yè)部換熱器超聲波防除垢技術(shù)方案(共16頁)

1、巴陵石化己內(nèi)酰胺環(huán)己酮裝置再沸器超聲波防、除垢項目 方案編號：ZHXK-JF150119地址：北京市海淀區(qū)丹棱街3號中國電子大廈B座6F 電話傳真 PAGE 9 頁 共7頁方案編號：ZHXK-JF150119中國(zhn u)石化巴陵(b ln)石化分公司己內(nèi)酰胺事業(yè)(shy)部超聲波防、除垢項目技術(shù)方案北京中環(huán)信科科技股份有限公司二零一五年一月目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc409432086 第1章 概述(i sh) PAGEREF _Toc409432086 h 2 HYPERLINK l _

2、Toc409432087 1.1 項目名稱 PAGEREF _Toc409432087 h 2 HYPERLINK l _Toc409432088 1.2 建設(shè)(jinsh)單位 PAGEREF _Toc409432088 h 2 HYPERLINK l _Toc409432089 1.3 項目(xingm)內(nèi)容 PAGEREF _Toc409432089 h 2 HYPERLINK l _Toc409432090 第2章 換熱設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)狀及問題分析 PAGEREF _Toc409432090 h 3 HYPERLINK l _Toc409432091 2.1 簡單工藝流程 PAGEREF _

3、Toc409432091 h 3 HYPERLINK l _Toc409432092 2.2烷塔再沸器結(jié)垢現(xiàn)狀及問題分析 PAGEREF _Toc409432092 h 4 HYPERLINK l _Toc409432093 第3章 CMFG超聲波防、除垢解決方案 PAGEREF _Toc409432093 h 0 HYPERLINK l _Toc409432094 3.1 適合再沸器的防、除垢技術(shù)分析 PAGEREF _Toc409432094 h 0 HYPERLINK l _Toc409432095 3.2 設(shè)計依據(jù)、原則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc409432095 h 0 H

4、YPERLINK l _Toc409432096 3.3 防、除垢工藝流程 PAGEREF _Toc409432096 h 1 HYPERLINK l _Toc409432097 3.4 硬件和軟件系統(tǒng) PAGEREF _Toc409432097 h 2 HYPERLINK l _Toc409432098 3.5 防爆設(shè)計 PAGEREF _Toc409432098 h 2 HYPERLINK l _Toc409432099 3.6 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計 PAGEREF _Toc409432099 h 2 HYPERLINK l _Toc409432100 3.7 設(shè)備配置 PAGEREF _Toc4

5、09432100 h 3 HYPERLINK l _Toc409432101 3.8安裝方案 PAGEREF _Toc409432101 h 3 HYPERLINK l _Toc409432102 3.9 調(diào)試和驗收 PAGEREF _Toc409432102 h 6 HYPERLINK l _Toc409432103 3.10 使用要求 PAGEREF _Toc409432103 h 7第1章 概述(i sh)1.1 項目名稱中國(zhn u)石化巴陵(b ln)石化分公司己內(nèi)酰胺事業(yè)部換熱器超聲波防、除垢項目1.2 建設(shè)單位中國石化巴陵石化分公司己內(nèi)酰胺事業(yè)部1.3 項目內(nèi)容本項目是在中國

6、石化巴陵石化分公司己內(nèi)酰胺事業(yè)部(E-59032)， E-15701,E-15704，E5801,E-26410，E-16107A共6臺換熱器上進(jìn)行超聲波防、除垢改造。項目的實施可延緩換熱器結(jié)垢現(xiàn)象，減少能耗，提高產(chǎn)能。第2章 換熱設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)狀及問題分析2.1 簡單(jindn)工藝流程(lichng)環(huán)己酮車間(chjin)：從廢堿分離系統(tǒng)來的有機(jī)相進(jìn)入環(huán)己烷精餾系統(tǒng)的閃蒸罐閃蒸出約6wt的環(huán)己烷和60wt的水，閃蒸的氣相進(jìn)入第三烷精餾塔，液體經(jīng)指示進(jìn)入第一環(huán)己烷精餾塔。進(jìn)入烷一塔的物料約有25wt環(huán)己烷被蒸發(fā)，剩余部分由塔釜進(jìn)入第二烷精餾塔；塔頂蒸出的環(huán)己烷進(jìn)入烷二塔再沸器，在此冷凝的環(huán)己

7、烷自流到烷二塔冷凝液槽，由液位控制排入烷三塔冷凝液槽V0253；為了保證獲得良好的塔頂產(chǎn)品，在烷一塔再沸器中通入中/高壓蒸汽，此蒸汽為環(huán)己烷大回路的主要推動力。來自烷一塔塔底的物料進(jìn)入第二烷精餾塔，進(jìn)料中約30（wt）環(huán)己烷在此蒸發(fā)，其余物料進(jìn)入第三環(huán)己烷精餾塔；烷二塔塔頂產(chǎn)品進(jìn)入烷三塔再沸器，來自烷二塔的塔釜物料進(jìn)入第三環(huán)己烷精餾塔。烷三塔的塔頂產(chǎn)物冷凝后的物料進(jìn)入烷回流槽，而沒有冷凝的烷和惰性氣體到尾氣冷凝器繼續(xù)冷卻。烷三塔釜液溢流至烷四塔，通過再沸器蒸去多余的環(huán)己烷，保證塔釜出料醇酮含量，塔底部產(chǎn)品由底液泵送到皂化反應(yīng)器。肟化車間：在肟化反應(yīng)工序，反應(yīng)釜中反應(yīng)液由泵從反應(yīng)釜底抽出，送至膜

8、過濾系統(tǒng)。經(jīng)過膜過濾器后，清液進(jìn)入溶劑回收系統(tǒng)；而含有催化劑的濃液晶反應(yīng)釜換熱器返回反應(yīng)釜。由膜過濾系統(tǒng)來的物料進(jìn)入叔丁醇回收系統(tǒng)，叔丁醇回收塔中的物料經(jīng)叔丁醇再沸器進(jìn)行加熱，塔中醇與水形成共沸，通過收集蒸餾氣體實現(xiàn)叔丁醇的回收和再利用。在甲苯肟分離系統(tǒng)，精餾塔通過減壓降低沸點(diǎn)的方式獲得肟產(chǎn)品，精餾塔通過精餾塔再沸器加熱，通過蒸餾在塔頂回收甲苯。2.2烷塔再沸器結(jié)垢現(xiàn)狀及問題分析設(shè)備名稱烷塔再沸器數(shù)量及編號3臺： E-15701,E-15704,E-5801設(shè)備型式固定管板式管程烷，醇，酮?dú)こ陶羝Y(jié)垢狀況描述管程：1、垢質(zhì)成分：鈉鹽2、垢質(zhì)厚度：3mm/六個月（清洗周期）3、結(jié)垢成因：由于溶液

9、中含有的鈉離子和無機(jī)物等易結(jié)垢物質(zhì)，隨著溫度和濃度的提高大量析出，形成有機(jī)鈉鹽積垢。4、結(jié)垢狀況描述：管束內(nèi)側(cè)結(jié)垢較重，垢層厚度1-4mm。5、除垢周期及除垢時間：六個月，每次停機(jī)2-3天水煮清洗6、清洗除垢方式：加水加蒸汽水煮融掉結(jié)晶體，每次清洗費(fèi)用20-30萬。結(jié)垢帶來的問題1.降低產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量：由于烷塔再沸器結(jié)垢，導(dǎo)致后期烷精餾系統(tǒng)處理量下降，降低工段進(jìn)料量，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量下降。3.增加能耗：再沸器結(jié)垢導(dǎo)致蒸汽單耗增加，同物料處理量帶垢再沸器蒸汽耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于潔凈狀態(tài)下，消耗大量蒸汽。4.額外增加維護(hù)費(fèi)用：由于結(jié)垢嚴(yán)重，6-8個月左右就必須進(jìn)行除垢，除垢耗時需2-3天，增加了設(shè)備的清洗維護(hù)

10、費(fèi)用，同時帶來因停產(chǎn)導(dǎo)致的產(chǎn)能損失。 5.造成垢下腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命：管束垢下腐蝕較重，管束壽命縮短。設(shè)備名稱烷塔再沸器數(shù)量及編號1臺：E-59032設(shè)備型式固定管板式管程蒸汽殼程氫氣，環(huán)己酮，環(huán)己醇結(jié)垢狀況描述殼程：1、垢質(zhì)成分：鈉鹽2、垢質(zhì)厚度：3mm/六個月（清洗周期）3、結(jié)垢成因：由于溶液中含有的鈉離子和無機(jī)物等易結(jié)垢物質(zhì)，隨著溫度和濃度的提高大量析出，形成有機(jī)鈉鹽積垢。4、結(jié)垢狀況描述：管束內(nèi)側(cè)結(jié)垢較重，垢層厚度1-4mm。5、除垢周期及除垢時間：六個月，每次停機(jī)2-3天水煮清洗6、清洗除垢方式：加水加蒸汽水煮融掉結(jié)晶體，每次清洗費(fèi)用20-30萬。結(jié)垢帶來的問題1.降低產(chǎn)品產(chǎn)量和

11、質(zhì)量：由于烷塔再沸器結(jié)垢，導(dǎo)致后期烷精餾系統(tǒng)處理量下降，降低工段進(jìn)料量，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)量下降。3.增加能耗：再沸器結(jié)垢導(dǎo)致蒸汽單耗增加，同物料處理量帶垢再沸器蒸汽耗量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于潔凈狀態(tài)下，消耗大量蒸汽。4.額外增加維護(hù)費(fèi)用：由于結(jié)垢嚴(yán)重，6-8個月左右就必須進(jìn)行除垢，除垢耗時需2-3天，增加了設(shè)備的清洗維護(hù)費(fèi)用，同時帶來因停產(chǎn)導(dǎo)致的產(chǎn)能損失。 5.造成垢下腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命：管束垢下腐蝕較重，管束壽命縮短。設(shè)備名稱肟化車間再沸器數(shù)量及編號2臺：E-26410，E-16107A設(shè)備型式固定管板式管程蒸汽殼程環(huán)己酮肟等結(jié)垢狀況描述管程：1、垢質(zhì)成分：環(huán)己酮肟等有機(jī)物，少量無機(jī)鹽類。2、結(jié)垢成因：物料

12、中的環(huán)己酮肟及少量無機(jī)鹽類由于溫度變化等因素附著在管壁表面。4、除垢周期：六個月。5、清洗除垢方式：高壓水槍清洗。結(jié)垢帶來的問題1.降低負(fù)荷能力：由于肟化反應(yīng)溫度要求嚴(yán)格，本反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)釜換熱器需要將反應(yīng)熱及時移除，而反應(yīng)釜換熱器由于結(jié)垢問題導(dǎo)致?lián)Q熱能力下降，降低設(shè)備負(fù)荷能力。 2.增加能耗：結(jié)垢導(dǎo)致單耗增加，增加大量電力，循環(huán)水。3.額外增加維護(hù)費(fèi)用：由于結(jié)垢嚴(yán)重，6個月左右就必須進(jìn)行除垢，增加了設(shè)備的清洗維護(hù)費(fèi)用，同時帶來因停產(chǎn)導(dǎo)致的產(chǎn)能損失。 4.造成垢下腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命：管束垢下腐蝕較重，管束壽命縮短。第3章 CMFG超聲波防、除垢解決方案3.1 適合(shh)再沸器的

13、防、除垢技術(shù)(jsh)分析針對(zhndu)巴陵石化分公司己內(nèi)酰胺部換熱器的工藝、介質(zhì)和結(jié)垢特點(diǎn)，要求的防、除垢技術(shù)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：第一、防垢效果好以前，車間主要采用除垢方法，在設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重到不能達(dá)到換熱工藝指標(biāo)時停機(jī)清洗，即在設(shè)備停運(yùn)期間（運(yùn)行間隔期間）清洗污垢。而在設(shè)備運(yùn)行期間，污垢已經(jīng)造成損失和危害。防垢辦法是在設(shè)備運(yùn)行期間防止設(shè)備結(jié)垢，使設(shè)備不帶垢運(yùn)行，從而解決污垢在運(yùn)行期造成損失和危害的問題。所以，只有采用有效的防垢辦法才能解決目前換熱器結(jié)垢造成的問題。第二、不能影響生產(chǎn)第三、無環(huán)境污染、無水資源浪費(fèi) 第四、后期日常運(yùn)行不需人工操作3.2 設(shè)計依據(jù)、原則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3.2.1 設(shè)計依據(jù)

14、（1）巴陵石化分公司己內(nèi)酰胺部再沸器的工藝流程、工況、參數(shù)、介質(zhì)、結(jié)垢成因、垢質(zhì)成份、厚度、結(jié)垢速度、除垢周期；（2）超聲波防、除垢機(jī)理；（3）超聲波防、除垢效應(yīng)及各硬件單元控制流程；（4）設(shè)備熱效率計算通則；（5）換熱設(shè)備能量平衡通則。3.2.2 設(shè)計原則根據(jù)車間生產(chǎn)實際情況按照以下原則進(jìn)行方案設(shè)計：（1）貫徹執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的政策(zhngc)、法規(guī)，符合國家有關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；（2）充分考慮企業(yè)內(nèi)部對施工的安全(nqun)要求和環(huán)保要求； （3）充分利用現(xiàn)有(xin yu)的供電設(shè)施和設(shè)備安裝空間；（4）充分考慮可維護(hù)性、可擴(kuò)展性；（5）具備良好的人機(jī)交互界面，操作簡單、方便、直觀；（6

15、）建設(shè)施工不影響原換熱設(shè)備的正常運(yùn)行，外觀形象。3.2.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合Q/HAZHK0001-2012標(biāo)準(zhǔn)。3.3 防、除垢工藝流程當(dāng)超聲波脈沖防、除裝置換能器發(fā)出的超聲波脈沖振蕩波在換熱器傳熱面的金屬管、板壁傳播時，由于在高加速度振蕩波的沖擊作用下，使之金屬和液體界面上的液體產(chǎn)生高速微渦，這一高速微渦阻礙了結(jié)垢、結(jié)晶、積垢等物質(zhì)的附著，同時也起到金屬界面的清理作用。從而實現(xiàn)防止結(jié)垢、結(jié)晶、結(jié)焦、積碳的目的。3.4 硬件(yn jin)和軟件系統(tǒng)CMFG超聲波防、除垢硬件(yn jin)系統(tǒng)設(shè)計方案：電源(dinyun)單元、主控單元、電/機(jī)轉(zhuǎn)換單元、參數(shù)調(diào)測單元、匹配單元、顯示單元、功放單

16、元、遙控單元。CMFG超聲波防、除垢軟件系統(tǒng)設(shè)計方案：主控軟件、參數(shù)調(diào)測控制軟件、電/機(jī)轉(zhuǎn)換控制軟件。3.5 防爆設(shè)計本項目所采用的超聲波脈沖防、除垢系統(tǒng)按國家相應(yīng)等級防爆要求設(shè)計，防爆等級：ExdBT4。3.6 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計環(huán)境溫度：-30+60，相對濕度85%。 工作電源：供電22010V輸入范圍其他條件：主機(jī)安裝位置遠(yuǎn)離強(qiáng)電場、磁場和熱源。超聲波頻率：1525KHz脈沖周期：40300ms脈沖寬度：0.52.5 ms換能單元(dnyun)絕緣電阻：1000M3.7 設(shè)備(shbi)配置超聲波防、除垢裝置(zhungzh)配置一覽表：設(shè)備名稱工位藝號換熱設(shè)備型式換熱設(shè)備臺數(shù)防、除垢設(shè)備型號

17、中環(huán)信科超聲波脈沖防（除）垢裝置防、除垢設(shè)備臺數(shù)安裝組別叔丁醇蒸餾塔再沸器E16107A固定管板式1CM-H-06ZBV1.06第二組第二蒸餾塔再沸器E26410固定管板式1CM-H-06ZBV1.02第一組干燥塔再沸器（蒸餾塔再沸器）E5801,(E59032)固定管板式1CM-H-06ZBV1.03,(2)第四組烷一塔再沸器E15701固定管板式1CM-H-06ZBV1.06第三組烷三塔再沸器E15704固定管板式1CM-H-06ZBV1.02第一組裝置組成部件表 序號名稱數(shù)量備 注1主機(jī)192換能器（超聲波頭）1143超音頻傳輸電纜114與換能器配套使用4焊接螺紋基座114與換能器配套使

18、用3.8安裝(nzhung)方案（1）第一組主機(jī)(zhj)安裝主機(jī)安裝在換熱設(shè)備管板對應(yīng)位置附近的墻壁(qingb)或架構(gòu)上。電源電纜AC220V10%6A由配電箱接至超聲波防、除垢裝置的電源開關(guān)，電源的提供和安裝由用戶負(fù)責(zé)。換能器安裝E59032、 E15704，E26410每臺換熱器采用2臺CM-H-06ZB防垢裝置主機(jī)控制12只換能器，將超聲波換能器安裝在換熱器管板位置，以60度分布排列，換能器的分布位置見圖一。圖一、E59032、 E15704，E26410防垢裝置安裝系統(tǒng)示意波導(dǎo)安裝將26的波導(dǎo)用手工電焊分別堆焊于換熱器管板的外緣上，換能器通過螺紋連接擰固在波導(dǎo)上見圖二，如遇有障礙時

19、，換能器安裝位置可做適當(dāng)調(diào)整。圖二、換能器安裝(nzhung)示意圖波導(dǎo)的焊接采用(ciyng)手工電弧焊接，焊縫不得有裂紋、咬邊、夾渣、未焊透、氣孔等缺陷。波導(dǎo)的焊接由用戶持證焊工來完成，波導(dǎo)的安裝位置由我公司安裝專業(yè)人員按技術(shù)方案確定。（2）第二組主機(jī)(zhj)安裝主機(jī)安裝在換熱設(shè)備管板對應(yīng)位置附近的墻壁或架構(gòu)上。電源電纜AC220V10%15A由配電箱接至超聲波防、除垢裝置的電源開關(guān)，電源的提供和安裝由用戶負(fù)責(zé)。換能器安裝E16107A采用6臺CM-H-06ZB防垢裝置主機(jī)控制36只換能器，超聲波換能器安裝在換熱器管板位置，換能器的分布位置見圖三。 圖三、E5701防垢裝置安裝系統(tǒng)示意圖

20、波導(dǎo)安裝將26的波導(dǎo)用手工電焊分別堆焊于換熱器管板的外緣上，換能器通過螺紋連接擰固在波導(dǎo)上見圖二，如遇有障礙時，換能器安裝位置可做適當(dāng)調(diào)整。波導(dǎo)的焊接采用手工電弧焊接，焊縫不得有裂紋、咬邊、夾渣、未焊透、氣孔等缺陷。波導(dǎo)的焊接由用戶持證焊工來完成，波導(dǎo)的安裝位置由我公司安裝專業(yè)人員(rnyun)按技術(shù)方案確定。（3）第三組主機(jī)(zhj)安裝主機(jī)安裝在換熱設(shè)備管板對應(yīng)位置(wi zhi)附近的墻壁或架構(gòu)上。電源電纜AC220V10%24A由配電箱接至超聲波防、除垢裝置的電源開關(guān)，電源的提供和安裝由用戶負(fù)責(zé)。換能器安裝E15701采用6臺CM-H-06ZB防垢裝置主機(jī)控制36只換能器，將超聲波換能器安裝在換熱器管板位置，以30分布排列，換能器的分布位置見圖四。圖四、E15701防垢裝置安裝系統(tǒng)示意圖波導(dǎo)安裝將26的波導(dǎo)用手工電焊分別堆焊于換熱器管板的外緣上，換能器通過螺紋連接擰固在波導(dǎo)上見圖二，如遇有障礙時，換能器安裝位置可做適當(dāng)調(diào)整。波導(dǎo)的焊接采用手工電弧焊接，焊縫不得有裂紋、咬邊、夾渣、未焊透、氣孔等缺陷。波