大化肥设备化学清洗安全技术

(巴陵石化洞庭氮肥厂，岳阳 414003)

摘  要  论述了大化肥厂进行化学清洗时应注意的有关安全事项，包括清洗施工准备，清洗泵和阀门组及其管道、循环水系统换热器、锅炉、压力容器设备、尿素设备等安全技术。

关键词  大化肥设备  化学清洗  安全技术

    自从70年代我国引进大化肥装置以来，化学清洗技术在化肥设备上得到了广泛的应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。但是，如果在清洗过程中不严格遵守安全技术操作规程，那就有可能发生意外事故，给设备带来隐患甚至导致设备损失。

    1  清洗施工准备安全技术

    1)现场察看设备，查看设备图纸，详细了解清洗内容、设备材质和结垢类型。

    2)制订清洗技术方案，进行技术交底。

    3)制订安全清洗方案，做好安全教育。

    4)制订清洗设备、管道项目综合进度表；绘制抽加盲板示意图；绘制循环水，脱盐水，蒸汽停、供进度表；绘制停、供电进度表。以避免清洗时出现停水、停电、停汽，造成腐蚀设备事故和经济损失。

    2  清洗工艺设计安全技术

    2.1  清洗流速的控制

    清洗速度应控制在0.6～1.0m/s范围，不能超过1.8m/s。过快将导致冲刷腐蚀；过慢则清洗效率太低。

    2.2  循环流量的控制

    循环流量控制在清洗设备系统容积的1/2以上(即系统容积为200m3，则泵的流量应不小于1003m/h)。一般可选用流量为100m3，扬程为40m以上的耐酸泵。

    2.3  采取的加热方式

    加热方式宜采用蒸汽间接加热，蒸汽直接加热会增加清洗液体积和降低清液中酸碱浓度，不利于化学清洗操作。加热器宜安放于配液槽内底部。

    2.4  清洗介质的选择

    根据待洗设备的材料和结垢类型来选择确定安全无害的清洗介质，选择安全而有效的缓蚀剂和钝化剂。例如，当设备中有氯离子敏感的不锈钢材料时，不能用盐酸清洗，而用其它无机酸如硝酸或有机酸如柠檬酸、EDTA、草酸等清洗。不能用含有NaCl的若丁作缓蚀剂，也不能用含氯化钠高的氯碱法或隔膜法制取的氢氧化钠钝化。以避免氯离子可能对不锈钢设备产生点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀。

    大化肥厂常用的清洗剂、缓蚀剂、钝化剂的选择见表1。

表1  大化肥厂常用清洗介质

    锅炉设备和尿素奥氏体不锈钢设备的清洗必须使用脱盐水进行化学清洗。

    柠檬酸清洗时应加氨水调节pH值在3.5～4，以防止产生柠檬酸铁沉淀，EDTA清洗时Ψ乐共??庋趸??恋怼?/P>

    钝化时，pH值一般控制在9～12。

    酸洗腐蚀速度应小于10g/(m2·h)。

    3  清洗系统安装安全技术

    3.1  清洗泵、阀门组及其配液槽选择

    1)选用耐酸清洗泵要考虑泵体材质、流量、扬程等参数是否能满足本单位最大设备和最高位置设备清洗要求。

    2)阀门的选用必须考虑到其耐蚀性、耐高温性和能适用流体方向的变化。因为化学清洗使用有机酸清洗时常需加热到较高温度，如柠檬酸、草酸为90～98℃，EDTA为135～145℃和进行正反方向清洗。所以，阀门组一般可选用碳钢、不锈钢制闸阀，最好采用球型阀门或防腐隔膜阀。并装配两组阀门，一组在用，另一组备用。

    3)配液槽一般用碳钢制作，且须充分考虑腐蚀裕度，内衬耐蚀材料如玻璃钢等。容积为8～12m3。泵入口处设置滤网，滤网孔径不小于5mm。以防异物甚至试验挂片吸入泵体，造成停泵甚至损坏清洗泵。

    3.2  清洗泵、阀门组及管道安装

    1)严禁使用已老化开裂的胶管或腐蚀严重的废旧钢管。钢管安装使用前必须吹扫干净。

    2)处在地面上的单台设备常温清洗，使用耐压耐酸胶管，中间由两头带外丝的短接连接，外用卡箍或铁丝扎紧。

    3)离地面较高的设备清洗或者需加温清洗的设备，由需用钢管焊接或法兰连接制作临时管路。如尿素设备的清洗，因设备处于不同的楼层，采用钢管法兰连接可以逐层加长管线，施工方便简单、安全可靠。临时管线的铺设要有5/1000的坡度。

    4)如果清洗泵和阀门组长期未使用，清洗前必须解体检查、检修清除事故隐患试压合格，阀门组试压合格，确保清洗泵完好和阀门操作灵活。

    5)清洗泵、槽、阀门组及临时管线的吊装就位，要由专职起重工负责，严格执行起重工安全技术规程，不得违章作业。

    6)化学清洗开工联系单必须由化工车间设备主任确认无误并签字认可。

    7)进行电、气焊施工首先要办理动火手续。

    8)安装清洗泵的同时必须安装一台处于完好状态的备用泵。泵出口须装止回阀，以免停车处理事故时高位清洗液倒流，导致泵体损伤。

    9)清洗泵电机及开关须防雨、防水，电机开关要绑扎牢固，并在开关柜门上悬挂“禁止合闸牌”。

    10)设备检修完工，试压合格后，方可清洗。

    11)高程设备宜在设备底部进(出)口处安装一个阀门，以便紧急情况下使用。

    12)用盲板截断设备清洗系统与其它工业系统管线的联系，须悬挂“盲板牌”，部位要准确、字体要醒目。

    13)待洗设备进出口盲板的安装部位应根据设备工业流程和现场具体情况来定，不允许为了省事，人为设置死角。

    14)设备进出口管清洗接头大小应一致。对于循环水系统，如有可能，可以安装永久性的清洗接头，以备以后长期清洗之用。

    15)设备附属仪表及锅炉压力容器的安全附件如安全阀、爆破片等要与清洗介质隔离或拆除，避免其受腐蚀如气蚀、氢蚀和化学腐蚀。

    16)加热器管壁应测厚检查，焊接处焊缝要探伤检查测，确保良好的焊接质量，以免焊缝腐蚀漏汽。

    17)蒸汽入口处须装设控制阀门，阀门应安装在1.5m左右的高度，蒸汽阀门及管线要求用石棉等保温材料保温，以免人员烫伤和控制温度。

    18)蒸汽压力不宜太高或太低。疏水阀规格要与蒸汽压力匹配。

    19)温度计套管一般安装在被洗设备清洗出口盲板(接头)上。温度计宜安装在清洗液出口部位的温度计套管内，温度计不能与清洗液直接接触。

    4  清洗过程的安全技术

    1)化学药品存放要设“警告牌”。每次清洗前，必须抽检化验酸碱液的浓度。清洗现场要用围栏与周围隔开。

    2)工业用水接入清洗槽之前，要排放掉泥水，直至出清水，才可与系统连接。

    3)加酸清洗之前，换热设备要用高压水冲洗。如果列管有堵塞，必须经人工疏通。

    4)水循环清洗时，首先应将清洗系统管道及设备内污物不通过清洗槽就直接排放掉。排放干净后再进入闭路循环。

    5)清洗系统水循环试漏时，应先打开设备底部排污阀或导淋。将污水排放干净后，再将其关闭。然后打开设备顶部排气阀，排掉系统内残留的空气，直到完全出清水，再关闭排气阀，以防设备产生气蚀。

    6)高程设备的清洗应特别注意调节阀门组的开度及清洗方向来克服静压的影响，以保持清洗槽液位的稳定状态。阀门要悬挂“禁动牌”。

    7)清洗加药时，注意正确的加药顺序。应首先加缓蚀剂，如果缓蚀剂为固体，应先在药盆内预溶，然后倒入清洗槽。

    8)酸碱溶液稀释时，注意其放热反应会产生溶液的沸溅。如固体氢氧化钠溶解时，避免加药过快。

    9)锅炉系统的清洗，酸液循环泵不得直接采用系统正常开车用的给水泵，以免其受清洗液的腐蚀。

    10)涂层防腐换热器设备一般不进行化学清洗。如需清洗，则pH值控制在4左右，流速在0.4m/s左右。清洗后，应对涂层进检查，若发现涂层有损坏，须及时修补。

    11)水管式废热锅炉的清洗必须采用与其工作状态相近的循环方式进行。如果废热锅炉在地面上清洗，应将其底部抬高斜置于地上，以利于清洗时清洗液将废渣、锈蚀物带出。

    12)酸洗结束后，水冲洗时，设备的最低点排污阀门应全部敞开，以彻底排出废液和废渣。

    13)碳钢换热器和锅炉设备酸洗清洗完毕，最后须进行钝化处理，以免产生二次锈蚀。

    14)清洗完后，应再次对设备进行试压，以确保设备投用时不会产生泄漏，影响生产。

    15)试样材质应与被洗设备材质相同。

    16)严禁用酸洗废液再次清洗设备。因为三价铁离子会加速设备的腐蚀。

    17)碳钢设备或锅炉清洗钝化后，如果不马上投入使用，须用干燥氮气进行吹扫。干燥后用氮气封闭。保持压力在101.3kPa以上，并装设压力表定时观察压力变化情况，锅炉也可用停炉保护剂封炉。

    5  废液的处理和排放

    酸碱废液应排放到中和池集中处理，根据国家有关标准，化验合格后方可排放。

    6  操作人员安全注意事项

    1)如果在夜间进行化学清洗，则应保证照明灯有足够的亮度。

    2)操作人员需配戴全套防护设备如耐酸服、手套、眼罩、面罩、安全帽和耐酸靴等。

    3)杜绝违章作业，高处作业要系安全带。脚手架要加设防护栏杆。

    4)设置临时急救设施和药品。