CN105316689B - 一种天然气水套加热炉用化学清洗剂及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天然气水套加热炉用化学清洗剂及清洗方法。该天然气水套加热炉用化学清洗剂的组成包括质量比为2:5:15:6‑4:9:28:13的乌洛托品、浓度为25wt％‑30wt％的盐酸、浓度为40wt％‑50wt％的柠檬酸、除垢软化剂，其中，所述除垢软化剂包括质量比为2:3‑3:8的乌洛托品、甲醛与苯胺缩合物。本发明还提供了采用上述天然气水套加热炉用化学清洗剂的清洗方法及带有化学清洗剂输送设备的天然气水套加热炉。本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂是一种可以有效清洁天然气水套加热炉的炉内污垢的化学清洗剂。

Description

一种天然气水套加热炉用化学清洗剂及清洗方法

技术领域

本发明涉及一种化学清洗剂及清洗方法，特别涉及一种天然气水套加热炉用化学清洗剂及清洗方法，属于化学清洗剂技术领域。

背景技术

水套加热炉是天然气输气系统中应用广泛的专用设备，具有品种多、配置多样，结构紧凑、功能齐全、适用范围广等特点，是天然气输送系统中理想的加热设备。

目前，应用于气田领域中的用于现场的多井式负压天然气水套加热炉，存在结垢现象严重和使用寿命短的缺点，主要是由于：

加热炉的盘管内介质的特殊性，而且由于天然气加热炉是放置室外的装置、其加水口为敞口式的以及加热炉内天然气换热盘管紧密盘桓等诸多原因，导致空气中的氧容易在炉水中形成溶解氧而对炉体和炉内盘管造成氧腐蚀。

另外，由于加热炉在长期较高温度下运行，尽管不断补充新鲜生活用水，加热炉内矿物质离子浓度不断浓缩，水电导率增加，电极反应速度加快，氧向金属表面扩散的速度加快，这样就加速了阳极过程、阴极过程和金属腐蚀的速度，从而加快了加热炉的损坏。

此外，随着矿化度的不断增加，导致无机盐沉积垢的少量出现，长期的附着和沉积，容易造成炉体和加热炉内盘管结垢，产生垢下腐蚀，并滋养微生物生长，而且由于加热炉构造特殊，所处水域介质的组成差异性较大，这些都会影响加热炉的使用安全和使用寿命。如气田现用的水套式加热炉，加热采用以水为介质进行盘管加热、换热方式进行热交换，以定期使用未处理深井水补水的方式进行水套加热炉补水，约半年进行一次补充，水在加热炉内不循环，这样的天然气水套加热炉运行4年后，会出现盘管结垢3-5mm的现象。

针对上述情况，对于天然气加热炉的保护和清洗维护是本领域中亟待解决的问题，目前国内通常采用机械清洗的方法对加热炉进行清洗，但是机械清洗在操作过程中易伤害加热炉的本体。

因此提供一种能够清除加热炉炉膛内壁、对换热盘管表层污垢的针对性强，而且不会对加热炉本体造成损伤的实用性高的高效环保型的加热炉的清洗方法成为一种需要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种天然气水套加热炉用化学清洗剂，该化学清洗剂是一种可以有效清洁天然气水套加热炉内的污垢的化学清洗剂。

本发明的目的还在于提供一种天然气水套加热炉的清洗方法，该方法使用上述化学清洗剂对天然气水套加热炉进行清洗，其操作简单，清洁能力强。

为了达到上述目的，本发明首先提供了一种天然气水套加热炉用化学清洗剂，其组成包括质量比为2:5:15:6-4:9:28:13的乌洛托品、浓度为25wt％-30wt％的盐酸、浓度为40wt％-50wt％的柠檬酸、除垢软化剂，其中，所述除垢软化剂包括质量比为2:3-3:8的乌洛托品、甲醛与苯胺缩合物。

本发明还提供了一种采用上述天然气水套加热炉用化学清洗剂的天然气水套加热炉的清洗方法，其包括以下步骤：

步骤一：向天然气水套加热炉中加入乌洛托品，其中，每1m³锅炉水中加入50g乌洛托品，静置15min-30min(优选静置时间为15min)，加入浓度为25wt％-30wt％的盐酸、浓度为40wt％-50wt％的柠檬酸和除垢软化剂，浸泡2-3h(优选浸泡时间为2h)；

步骤二：加入试剂进行中和处理，至加热炉内的液体的pH为6-7，排液，用水清洗，排放清洗液；

步骤三：补充加热炉的炉水，煮炉除氧，完成对天然气水套加热炉的清洗。

在本发明所提供的上述清洗方法中，步骤一中加入的乌洛托品不包括除垢软化剂中所含有的乌洛托品。

在本发明所提供的上述清洗方法中，优选地，进行中和处理时所加入的试剂包括碳酸钠或碳酸氢钠等；更优选地，进行中和处理所加入的试剂为碳酸钠。其中，试剂的添加量根据加热炉炉膛中的液体的体积而定，加入试剂的同时进行搅拌，直至加热炉内的液体的pH为6-7。

本发明提供了一种带有化学清洗剂输送设备的天然气加热炉，其包括：天然气水套加热炉本体和化学清洗剂输送设备；

所述化学清洗剂输送设备包括：循环泵、污水处理箱；

所述天然气水套加热炉本体主要包括：天然气换热盘管、天然气管线和排污管线；

所述天然气水套加热炉本体的顶部设有注水口；

所述天然气管线由所述天然气水套加热炉本体的外部延伸至所述天然气水套加热炉本体的内部，形成回路并延伸至天然气水套加热炉本体的外部；

所述天然气管线位于天然气水套加热炉本体内的部分构成天然气换热盘管；

所述循环泵通过管线与天然气水套加热炉本体的注水口连通；

所述污水处理箱在所述排污管线的末端的下方。

在本发明所提供的天然气水套加热炉中，所述天然气水套加热炉本体的内部装有加热盘管，加热盘管的外部与天然气水套加热炉本体的炉膛内部形成的空间，填装有炉水。

在本发明所提供的天然气水套加热炉中，优选地，所述循环泵位于天然气水套加热炉本体的外部。

在本发明所提供的天然气水套加热炉中，优选地，所述污水处理箱位于所述天然气水套加热炉本体的外部的下方。

在本发明所提供的天然气水套加热炉中，优选地，所述排污管线位于所述天然气水套加热炉本体的下方。

在本发明所提供的天然气水套加热炉中，优选地，所述排污管线上设置有阀门。所述阀门用于控制排污管线的开关。

根据本发明的具体实施方式，所述带有化学清洗剂输送设备的天然气加热炉中所用的化学清洗剂可以是本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂。

采用本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂对上述带有化学清洗剂输送设备的天然气水套加热炉进行清洗时，具体包括以下步骤：

首先，将该天然气水套加热炉内的水放出一部分，使本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂由循环泵进入天然气水套加热炉本体中(先加入乌洛托品，静置15min，再加入浓度为25wt％-30wt％的盐酸、浓度为40wt％-50wt％的柠檬酸和除垢软化剂)，浸泡循环2h，对天然气水套加热炉本体的炉体内壁、天然气管线的外壁和天然气换热盘管的外壁等进行清洗；

然后通过循环泵投加试剂进行中和处理，排放清洗液，清洗液由排污管线的末端流入至污水处理箱；

之后用清水冲洗加热炉炉膛残余的清洗液，排放清洗液至污水处理箱中，用试剂中和处理排放的清洗液；

最后，用清水将天然气水套加热炉的炉膛清洗至洁净，排放清洗液，补充加热炉的炉水，煮炉除氧，完成对天然气水套加热炉的清洗。

本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂通过采用浓度为25wt％-30wt％的盐酸，使得该化学清洗剂能够快速溶解铁锈、碳酸盐水垢以及微生物粘泥等，主要化学反应如下：

Me(Ca)O+2H⁺＝Me(Ca)₂++H₂O

Me(Ca)CO₃+2H⁺＝Me(Ca)₂++H₂O+CO₂

浓度为25wt％-30wt％的盐酸是一种强酸对大多数金属材料有极强的腐蚀作用，本发明通过向清洗剂中加入缓蚀剂，使盐酸配合缓蚀剂的缓蚀作用，能够减少其对天然气水套加热炉炉膛内壁及换热盘管的腐蚀，本发明所采用的缓蚀剂为乌洛托品。

本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂，通过浓度为40wt％-50wt％的柠檬酸使得本发明的化学清洗剂有很强的除垢能力，可以迅速沉淀金属离子，形成金属螯合物，防止污染物重新附着在炉膛内壁或换热盘管上，使污垢分散和悬浮，主要反应分为以下三个阶段：

第一阶段，柠檬酸和氨水反应，生成柠檬酸胺盐：

C₃H₄OH(COOH)₃+NH₄OH—C₃H₄OH(COOH)₂COONH₄+H₂O

第二阶段，发生溶解反应：

FeO+2H⁺—Fe²⁺+H₂O

Fe₂O₃+6H⁺—2Fe³⁺+3H₂O

Fe₃O₄+8H⁺—Fe²⁺+2Fe³⁺+4H₂O

第三阶段，综合络合反应：

CaCO₃+NH₄H₂C₆H₅O₇—NH₄CaC₆H₅O₇+H₂O+CO₂

本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂，通过除垢软化剂彻底溶解加热炉内的污垢和杂质，以达到彻底清洁的目的。

本发明所提供的上述天然气水套加热炉用化学清洗剂及清洗方法，能够高效、安全的清洗天然气水套加热炉，该天然气水套加热炉用化学清洗剂及清洗方法不但可以高效的清除天然气水套加热炉内的污垢而且不会对天然气水套加热炉造成腐蚀。

采用本发明所提供的带有化学清洗剂输送设备的天然气水套加热炉，能够比较方便地将化学清洗剂注入天然气水套加热炉内，从而及时地去除水天然气水套加热炉内的各类污垢，不仅是一种节能、安全的加热炉，而且能够减速加热炉内壁、加热炉换热盘管外壁的腐蚀，确保天然气水套加热炉安全平稳地运行，延长设备的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1提供的带有化学清洗剂输送设备的天然气加热炉的结构示意图。

主要附图标号说明：

1 天然气水套加热炉本体 2 循环泵 3 注水口 4 天然气换热盘管

5 阀门 6 加热盘管 7 天然气管线 8 排污管线 9污水处理箱

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

实施例1

本实施例首先提供了一种天然气水套加热炉用化学清洗剂，以15m³的炉膛容积算，其包括：

浓度为30wt％的盐酸2kg，乌洛托品5kg，浓度为50wt％的柠檬酸15kg，除垢软化剂(乌洛托品4kg，甲醛与苯胺缩合物6kg)。

本实施例还提供了采用上述天然气水套加热炉用化学清洗剂的天然气水套加热炉的清洗方法，其具体包括以下步骤：

步骤一：向天然气水套加热炉中加入乌洛托品5kg，静置15min，加入浓度为30wt％的盐酸2kg、浓度为50wt％的柠檬酸15kg和除垢软化剂(乌洛托品4kg，甲醛与苯胺缩合物6kg)，浸泡2h；

步骤二：加入400kg的碳酸钠进行中和，排液，用水清洗，排放清洗液；

步骤三：补充加热炉的炉水，煮炉除氧，即完成对天然气水套加热炉的清洗。

本实施例还提供了一种带有化学清洗剂输送设备的天然气水套加热炉，其结构如图1所示，该天然气水套加热炉包括天然气水套加热炉本体1和化学清洗剂输送设备；

化学清洗剂输送设备包括：循环泵2、污水处理箱9；

天然气水套加热炉本体1主要包括：天然气换热盘管4、天然气管线7和排污管线8；

天然气水套加热炉本体1的顶部设有注水口3；

天然气管线7由所述天然气水套加热炉本体1的外部延伸至天然气水套加热炉本体1的内部，形成回路并延伸至天然气水套加热炉本体1的外部；

天然气管线7位于天然气水套加热炉本体1内的部分构成天然气换热盘管4；

循环泵2通过管线与天然气水套加热炉本体1的注水3口连通；

污水处理箱在排污管线8的末端的下方；

天然气水套加热炉本体1的内部装有加热盘管6，加热盘管6的外部与天然气水套加热炉本体1的炉膛内部形成的空间，填装有炉水；

循环泵2位于天然气水套加热炉本体1的外部；

污水处理箱9位于天然气水套加热炉本体1的外部的下方；

排污管线8位于天然气水套加热炉本体1的下方，排污管线8上设置有阀门5。

采用本实施例所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂对上述带有化学清洗剂输送设备的天然气水套加热炉进行清洗时，具体包括以下步骤：

首先，将天然气水套加热炉内的水放出一部分，使本发明所提供的天然气水套加热炉用化学清洗剂由循环泵2进入天然气水套加热炉本体1中(先投加缓蚀剂，静置15min，再依次投加浓度为30wt％的盐酸、浓度为50wt％的柠檬酸和除垢软化剂)，浸泡循环2h，对天然气水套加热炉本体1内的炉体、天然气管线7的外壁和天然气换热盘管4的外壁等进行清洗；

然后通过循环泵2投加碳酸钠进行中和处理，排放清洗液，清洗液由排污管线8的末端流入至污水处理箱9；

之后用清水冲洗炉膛残余清洗液，排放清洗液至污水处理箱9中，用碳酸钠中和处理排放的清洗液；

最后，用清水将天然气水套加热炉的炉膛清洗至洁净，排放清洗液，补充加热炉水，煮炉除氧，即完成对天然气水套加热炉的清洗。

在进行现场清洗后的结果显示，打开检修入孔进行检验，清洗后的设备可见金属表面，污垢去除率在95％以上，泥沙全部去除；通过测厚和挂片检验，发现本发明所提供的化学清洗剂对加热炉本体及盘管均未造成腐蚀。

Claims (3)

1.一种天然气水套加热炉用化学清洗剂，其组成为质量比为2:5:15:6-4:9:28:13的乌洛托品、浓度为25wt％-30wt％的盐酸、浓度为40wt％-50wt％的柠檬酸、除垢软化剂，其中，所述除垢软化剂为质量比为2:3-3:8的乌洛托品、甲醛与苯胺缩合物。

2.采用权利要求1所述的天然气水套加热炉用化学清洗剂的清洗方法，其包括以下步骤：

步骤一：向天然气水套加热炉中加入乌洛托品，其中，每1m³锅炉水中加入50g乌洛托品，静置15min-30min，加入浓度为25wt％-30wt％的盐酸、浓度为40wt％-50wt％的柠檬酸和除垢软化剂，浸泡2-3h；

步骤二：加入试剂进行中和处理，至加热炉内的液体的pH为6-7，排液，用水清洗，排放清洗液；

步骤三：补充加热炉的炉水，煮炉除氧，完成对天然气水套加热炉的清洗。

3.根据权利要求2所述的清洗方法，其中，所述步骤二中加入的试剂包括碳酸钠或碳酸氢钠。