加热炉炉管elastic+pig清焦新技术.pdf

加热炉炉管‘ E L A S T I CP I G ’清焦新技术 苏大亮 ( 盘锦辽河综研化学有限公司，辽宁盘锦1 2 4 0 1 3 ) 摘要：介绍使用弹性清管器，除去附着在加热炉炉管内的碳和硫化铁等积垢的方法操作简单而且安全，除去了 积碳产生的隔热薄膜，使管子的热传导效率和新的配管一样 关犍词：加热炉；结焦；弹性清管器 l 前言 管道中的积垢、结焦问题是现代石油化工工业发展的一个重要破坏因素，由此引起的管道堵塞、 爆管，直接影响企业的正常生产，降低了产品质量，污染了环境，阻碍了生产过程的现代化和自动 化清洗技术便是随着现代工业的发展而派生出来的新技术，它的发展不仅满足了企业稳定生产的需 要，而且也为全社会节能降耗提供了有效的技术服务 对于除去配管内部积垢，以前有许多方法，但不见得可以应付各种情况下的积垢本文介绍的弹 性清管器( E L A S T I CP I G ) 清焦技术可以在各种不同情况下应付自如 在此主要介绍使用弹性清管器，除去附着在加热炉炉管内的碳和硫化铁等积垢的方法这种清除 器在各种不同种类的加热炉中使用后，效果颇为显著它的操作简单丽且安全，既除去了积碳产生的 隔热薄膜，又使管子的热传导效率和新的配管一样，从而节约了能源。

2 炉管结焦的原因 在常压蒸馏装置、减压蒸馏装置、焦化设备、减粘裂化炉、润滑油生产装置、乙烯生产装置及处 理炭化氢的管式加热炉的炉管内会产生碳堆积的结焦现象这种结焦现象对于由对流段与辐射段构成 的加热炉来说，在其辐射段出口的几根管内粘附得很厚此外，其焦化的状态大致呈偏心形态对于 这样状态的场合，普遍的现象是：在管线中途位于炉盘前端的钢管产生局部过热现象，产生硬而厚的 结焦如果结焦现象非常严重，那么不仅堵塞管道，降低加热炉的能力，而且，会导致管壁温度异常 升高，处于危险状态实际上也有管壁穿孔的现象成为事故的原因要判断这样的焦化状态，可以根 据管壁温度的升高，管内压力损失的加大，加热管表面的变色等现象来判断产生这样结垢的原因可 列举如下： ( 1 ) 出口的液体温度即使在裂解温度以下，由于管内流体通过界面膜与管壁接触，因而温度实际 上也达到了裂解温度以上 ( 2 ) 加热管内的流体随流速的不同而呈现下述变化在水平管的场合为气泡流一柱状流一层状 流一脉波流一块状流一环状流一喷雾流的形态进行流动；在垂直管的场合以气泡流一块状流一涡流_ ． 环状流一喷雾流的形态进行流动；而在传热面上开始蒸发成排的气泡，使液膜断裂，膜系数恶化，往 往出现管壁温度急剧升高的煅烧现象。

( 3 ) 在火焰接触加热管或在多路管路内产生偏流时，由于局部过热而产生结焦现象 3 弹性清管器①L A S T I CP I G ) 弹性清管器是由弹性的高密度发泡塑料的合成树脂制成，外形如子弹状，在其体上装有清焦钉 4 3 8 头清管器本体是合成树脂，制造时要比管子的内径稍大一些，由于它具有很好的弹性，且收缩率较 大，可达1 5 ％～6 5 ％，它能够很容易地通过弯管、T 形管、1 8 0 U 形管及短直径弯管等钉头的形状 有方形、半圆头锉刀形等，使用的材质比结垢硬，比热管软，其目的在于不损伤热管的内壁面，一般 根据加热管的材质来选择清焦的钉头 图1 给出清焦的钉头图2 给出清焦用清管 器的平面和侧面示意图从前后看，钉头的安装 象层层塞满清焦器整个圆周表面一样：从侧表面 看，钉头的安装像锯齿形排列 曰自目国 图1 清焦的钉头 ( b ) 衡面图 ( a ，平面圈 图2 清焦用清管器的平面及侧面图 因此，在把清焦清管器插人管内时，钉头呈环状，借助清管器本体合成树脂材料的反弹压力与管 壁均匀接触，利用这个弹性力把粘附于管壁上的碳或硫化铁物质刮掉被刮掉的硫化铁和碳，沿着清 管器圆周分布的钉头磨成细粉末，从钉头间隙中泄漏出去。

清管器由压力流体推动前进此外，清管 器的行走速度比刮掉下的碳垢下落速度快5 ～7 倍，所以，除下来的积碳不会堵塞管道 4 清焦的步骤说明 清焦的E L A S T I CP I G 如前所述，其本体大于炉管的内径，而且还装有厚度约5 ～1 2m m 的钉头， 所以插入管内时必须使用发射器由于清管器是根据焦化状况而进行往复运动的( 特别是对局部热点 部位) ，所以，清管器要安放在发射管的进入口两侧，因此，该发射器根据清管器的行走方向，既可 作发射器，又可作回收器 发射器和回收器是使清管器行走时所需要的压力液体的注入口和排出口当然，要想知道清管器 的位置，必须安装压力表图3 给出加热炉清焦系统图 4 ．1 管器行走 ( 1 ) 当加热炉内盘管的对流段和辐射段与管径相同时，清管器就可以由对流段往辐射段一次行走 ( 2 ) 在对流段与辐射段口径不同的情况下，不同口径的管子接口伸出炉外时，最好的施工方法是 对流段和辐射段分* Ⅱ使用不同的清管器 4 ．2 关于清管器的行走压力与行走速度 清管器必须以所除掉的碳垢自由下落速度7 倍以上的速度进行行走，根据这个速度计算出相应的 A P 求出清管器动力源所需的压力和流量，再往该A P 上自D A 清管器本体的推动压力( 管内行走阻 力) 之后，才可叭使清管器行走。

4 ．3 焦的检查 对于管式蒸馏器加热炉产生结焦的检查，一般在蒸馏要求增加所需热效率时和出现压力损失增加 时进行，而作为一般的检查方法是利用y 射线对管内进行照射，拍出照片，以判断结焦的厚度在清 管器进行清焦的过程中，通过检查清管器的行走压力，也是必不可少的 4 3 9 4 ．4 清管器( E L A S T I CP I G ) 通过次数 清管器连续行走的次数，根据粘附垢的成分不同而定当垢的成份是1 0 0 ％的碳时，而且受热部位的 积碳均匀粘附的时候，清管器行走1 0 ～1 5 次就能够清除完毕焦化结垢成份中硫化铁占百分比率的不 同，清管器通过的次数和时间也有所不同，一般硫化铁对应碳成份的比率较大，进行的次数和天数也多 图3 加热炉清焦系统图 如果当积碳的厚度为2 ～3m m 时，清管器的使用数量可以减少，而且清洗的天数也短，可以节 约成本但是，在发生局部受热点粘附硬而厚的情况下，只对炉管的该部分反复进行清焦器的行走， 以清除焦垢，所队清管器的使用个数要增加这种局部受热点因加热炉火焰照射而严重结焦，使用清 焦器以外的办法清除是非常困难的 5 清管器的经济效果 对于清管器的清焦效果，与以往的热清焦相比，工程费用降低许多，即使其成本相同，在清焦的 效果上也不可比拟。

它的优点是： ( 1 ) 在定期检修期间也可以清焦，这对热清焦来说，是办不到的而且还有一个特点就是在清管 器的清焦过程中，即使对加热炉内进行维修，也完全不会带来任何影响 ( 2 ) 清管器清焦能在短期内完成从开始安排实施，包括y 射线检查时间在内仅用1 ～2 日就可 完成 ( 3 ) 排出的含垢废液进入排水槽，就会在槽内沉淀出焦垢，并且，只排出焦水，这种废液排水无 须进行特别处理 ( 4 ) 清管器的钉头硬度比配管的硬度软，不会损伤炉管 ( 5 ) 此外，在增加清管器通过次数的场合，也能够清除焦化成份中9 0 ％的硫化铁 ( 6 ) 如果清除1 ～2m m 左右的焦化结垢，会使燃烧效率( F i r e - D u t y ) 成倍提高，节约大量能耗 6 结论 E L A S T I CP I G 清焦，属于物理机械方法，比之热清焦及化学清洗，在环保和安全生产方面，更 具有优越性如今这项技术在日本、美国、西德等国家已经发展成熟我国的一些石化企业，曾用该 技术清洗管线及加热炉，但大多数由国外的公司进行实施目前我国此项技术尚处于研究开发阶段， 相信在不远的将来，它也会为国内的企业所接受，并创造出可喜的效益。