超声波管道防垢器在空气压缩机级间冷却器中的应用

　　1 前言

　　在化工生产中, 换热设备及管道的结垢问题是长期困扰企业的一个难题。积垢降低了传热效率,增大了流动阻力, 降低了生产效率, 甚至威胁换热设备的安全运行。为防止和尽量减少积垢对换热设备的不利影响, 通常采用的措施有定期清洗、进行污脏流体的处理等。

　　超声波防垢除垢技术是一种操作简单、效率又高的除垢方法, 它利用超声波强声场对流体进行处理, 通过空化、活化、剪切和抑制等作用, 使其中成垢物质的物理形态和化学性能发生一系列变化, 从而分散、粉碎、松脱而不易附着管壁形成积垢。由于具有在线连续工作、自动化程度高、工作性能可靠、无环境污染、运行费用低等优势, 超声波防垢技术已广泛应用于食品、制药、石油化工等行业的换热设备及管道的防除垢装置上[1]。

　　在苯酚丙酮的工业生产中, 空气压缩机是一个关键设备, 它为氧化工段提供原料空气, 使异丙苯氧化生成过氧化氢异丙苯。其运行状况直接影响装置的正常生产。燕山石化公司东区苯酚丙酮装置中, 现用的压缩机是 2001 年从美国Cooper公司进口的离心式空气压缩机, 型号为TA6000。该压缩机自投用以来, 由于循环冷却水水质较硬, 导致级间冷却器结垢严重, 影响了冷却效果, 经常出现二、三级空气入口温度偏高而导致联锁停车现象, 影响了装置的稳定生产。

　　本文详细介绍了超声波管道防垢器在TA6000空气压缩机级间冷却器中的应用情况, 并对存在的问题进行了探讨。

　　2 空气压缩机工况

　　TA6000离心式空气压缩机采用单进气、两轴三级压缩、齿轮增速的工作方式, 在级间设置冷却器, 以利于空气的压缩, 并减少压缩机热膨胀。其中, 级间冷却器为管壳式换热器, 压缩空气走壳程,循环冷却水走管程, 为强化空气侧传热, 管外加翅片组。空气压缩机工艺流程如图1所示。

　　压缩机性能参数见表1。

　　3 空气压缩机运行中存在的问题

　　TA6000空气压缩机自2001年投用以来, 二、三级气体入口温度经常高达56℃或58℃(报警值为55℃), 甚至超过60℃造成联锁停车, 严重影响了生产的正常进行。表 2 列出了该压缩机投用以来的部分故障及维护记录。可以看出, 该空气压缩机每年总会出现2～3次因二、三级气体入口温度偏高而导致的联锁停车现象, 每次停车后都要对级间冷却器进行酸洗或者更换。

　　4 级间冷却器换热效果较差的原因分析

　　TA6000空气压缩机二、三级间冷却器为管壳式换热器, 压缩空气走壳程, 循环冷却水走管程, 换热管为Φ15mm的铜管, 为强化空气侧传热, 管外套有翅片组。从历次检修中发现, 级间冷却器中换热管内壁附着约0.5～2mm的灰白色硬垢, 个别管道甚至堵塞; 循环冷却水入口过滤器网也附着很多灰白色硬垢。