JP6720568B2

JP6720568B2 - 二重管式蒸発管の洗浄方法

Info

Publication number: JP6720568B2
Application number: JP2016028082A
Authority: JP
Inventors: 忠芳吉川; 徹北島; 克美榊原
Original assignee: Kurita Engineering Co Ltd
Current assignee: Kurita Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2020-07-08
Anticipated expiration: 2036-02-17
Also published as: JP2017146021A

Description

本発明は、縦型に設置された二重管式蒸発管の洗浄方法に関する。

石油化学プラントのエチレン分解炉では、ナフサ等の原材料が分解炉管に投入されてエチレンが分解生成し、生成したエチレンはクエンチボイラに送られる（特許文献２の００１４段落）。このクエンチボイラには、有底型の二重管式蒸発管が用いられている。

ボイラを化学洗浄するには、ボイラに洗浄液を供給、例えば循環させ、その後清浄水を供給し、洗浄液を押し出す（例えば特許文献１）。

特開２０１５−２３０１５０特開２０１１−５８９８０

エチレン分解炉のクエンチボイラの二重管式の蒸発管内面には、長年の運転に伴って給水によって持ち込まれた成分に起因して酸化鉄等のスケールが成長し、熱効率を悪化させる要因となっている。また、その構造からスケール起因の脱落スラッジなど二重管底部に堆積することも併せ、管壁温度を上昇させる要因にもなっている。そのため化学洗浄によりスケールの溶解除去を行う必要がある。

従来のクエンチボイラの化学洗浄では、洗浄液を循環して二重管に付着していた酸化鉄等のスケールの溶解除去を行い終了としていた。ところが、剥離して有底型二重管の底部に堆積した未溶解の酸化鉄等は、有底型二重管の底部から完全に排出することが困難である。つまり、二重管の上昇流部分はリング状で狭所であり、水洗等によるスラッジの排出は期待できない構造である。そのため、スラッジが残留した状態でボイラの運転を再開していたため、それらが最大熱負荷部である管底で更にスケール化し、伝熱阻害を発生させる要因となっている可能性があった。

また、スケールが硬質化して厚く付着しているため、化学洗浄での除去が困難になっている。このため、化学洗浄薬品の濃度が高くなり、洗浄時間も長く、複数回洗浄が必要となっている。

なお、当該ボイラの洗浄実績はほとんど無く、経年的に成長したスケールが次第に硬質化して固着し、管内に厚いスケール層（主に酸化鉄）を形成し、外部からの加熱による伝熱効率も悪化し、管材温度を上昇させ、管の劣化や損傷に繋がる懸念を常に抱えていた。

また、当該ボイラは二重管内構造の管が多数ある構造であり、管それぞれに均一に洗浄液を通水することができなければ、スケールが残留する懸念がある。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、二重管式蒸発管の管底から堆積物を容易に排出することができる二重管式蒸発管の洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の二重管式蒸発管の洗浄方法は、圧力管及び該圧力管内に設置された降水管を有し、上下方向に配置された有底二重管式蒸発管を化学洗浄する工程と、化学洗浄後、該二重管式蒸発管の管底に吸引ホースを差し込み、堆積物を吸引排出する工程とを有する。

本発明の一態様では、前記降水管の上端に円筒パイプを装着し、該円筒パイプを介して化学洗浄液を二重管式蒸発管内に供給する。

本発明の一態様では、円筒パイプを円筒状ゴムを介して降水管上端部に固定する。

本発明の一態様では、エジェクタによって堆積物を吸引排出する。

化学洗浄後の二重管式蒸発管内に堆積した未溶解スケールを排出する工程を組み入れた本発明の化学洗浄方法により、プラント起動後の管温度の上昇が抑制でき、設備の安定運転が可能となる。併せて堆積スケールが除去されることにより、次回以降の化学洗浄工事の薬品量が低減でき、洗浄工程の短縮化も可能となる。

本発明方法の一例を示す説明図である。二重管式蒸発管上部へのゴム栓装着状態を示す断面図である。

図１は、本発明方法の一例を示す模式図である。エチレンプラントのクエンチボイラの二重管式蒸発管１は、降水管２と、該降水管２が管軸部に内挿された圧力管３とを有する。二重管式蒸発管１は、縦型であり、鉛直上下方向に設置されている。圧力管３は、底部が閉じた有底筒状であり、降水管２は上下両端が開放した直管状である。降水管２の下端は、圧力管３の底部近傍にまで達している。二重管式蒸発管１の上部は蒸気ドラム（図示略）に接続されており、水は降水管２内を下降し、降水管２の下端から流出し、降水管２と圧力管３との間を上昇して蒸気ドラムに戻る。

二重管式蒸発管１を洗浄するには、降水管２の上端に、図２の通り、円筒状ゴム９を介して円筒パイプ１０を取り付けておく。円筒パイプ１０の上部には雄ネジ１０ａが刻設されており、ナット１１が螺着されている。円筒パイプ１０の下端には、ゴム押えリング１２が鍔状に設けられている。

円筒状ゴム９は、該ゴム押えリング１２とナット１１との間に、ワッシャ１３を介して挟持されている。この円筒状ゴム９付きの円筒パイプ１０を降水管２の上端部に差し込み、ナット１１を締め込むと、円筒状ゴム９が拡径し、降水管２の内周面に密着し、円筒パイプ１０が降水管２の上端部に固定される。

この円筒パイプ１０に給液ホースを接続し、化学洗浄液を供給して洗浄液を降水管２から圧力管３の順に流して洗浄する。その後、給液ホースを取り外すと共に、円筒パイプ１０を降水管２から取り外し、吸引ホース４を降水管２を通して二重管式蒸発管１の下端にまで差し込む。そして、高圧エジェクタ５によって吸引ホース４を介して二重管式蒸発管１の管底に溜ったスラッジＳを吸引排出する。高圧エジェクタ５には、高圧ポンプ車６から高圧ホース７を介して高圧水が供給され、排水は排出ホース８を介して排出される。高圧ホース７には圧力計７ａ及び手元圧力計７ｂが設けられ、吸引ホース４には真空計４ａが設けられている。

この実施の形態では、複数本の二重管式蒸発管に各々確実に洗浄液を通液させるために、各二重管式蒸発管の降水管の上端に円筒パイプ１０を差し込んで固定し、洗浄液を通液するホースを接続して化学洗浄を実施する。この方法を適用して洗浄を実施することによって、多数の管に均一に洗浄液を通水することが可能となり、付着生成していたスケールを確実に溶解除去することが可能となる。本手法であれば、洗浄液は流れやすい管にのみ流れることがなく、不通水管が発生せず、洗浄不良の管を発生させることがない。

洗浄用給液ホースを円筒パイプ１０の上部に取り付ける方法としては、特に限定されないが、例えば、円筒パイプ１０の上部にねじ込みソケットを溶接で取り付け、そこにチューブ継手をねじ込んで取り付けてチューブ継手に付けたチューブと洗浄用ホースを繋ぎ、洗浄液を流し込む。この方法以外の方法として、ねじ込みソケットに継手のホースニップル（タケノコ）を取り付けてホースを繋ぐ方法であってもよい。

この円筒パイプ１０は、吸引ホース４を差し込む前に撤去されるが、円筒パイプ１０の管径が大きく、ホース４が差し込み可能であれば、円筒パイプ１０を通してホース４を降水管２に差し込んでもよい。

スケールを溶解除去する洗浄剤は、無機酸では塩酸、フッ酸、スルファミン酸、有機酸ではクエン酸、グリコール酸、ギ酸、マロン酸、酢酸、キレート系洗浄剤ではエチレンジアミン４酢酸やその塩類などを用い、これらに還元剤や腐食抑制剤などの助剤を混合して使用する。適用する薬品はスケール成分や付着状態から試験などを実施して最も溶解性の高い薬品を選定するのが望ましい。

洗浄時に、一部のスケールは剥離脱落して未溶解のまま二重管式蒸発管１の底部に沈降して堆積する。この未溶解スケールは酸化鉄を主体としており比重が大きいために洗浄中や水洗中の流速では完全に排出することができない。また、二重管式蒸発管は、圧力管と降水管の隙間が狭く、スラッジの排出には向かない構造である。このため、化学洗浄後に吸引ホースを二重管式蒸発管１の降水管２内に差し込み、二重管式蒸発管１の底部に堆積したスラッジ（未溶解スケール）と滞留水を、高圧水とエジェクタ５を組み合わせて発生する負圧を利用して吸い出す。

スラッジ排出には、スラッジ自体の大きさと対象の高さ・距離が影響するが、高圧水の圧力を調整することで対応できる。なお、圧力の調整可能範囲は１０〜１３０ＭＰａであるが、安全性と実用性を考えると１０〜４０ＭＰａが好ましい。

なお、二重管式蒸発管の底部に堆積物が多い場合には、化学洗浄前に堆積物を高圧水とエジェクタを使って排出しておく方が洗浄効果が高くなり好ましい。

化学洗浄後の二重管式蒸発管の内部に残留した滞留水は前記の高圧水とエジェクタを使ってスラッジと共に排出するのに代えて、まず滞留水のみを自給式ポンプにより排出し、その後、スラッジを対象に高圧水とエジェクタを使って排出することも可能である。

化学洗浄後は防錆処理を行い、洗浄後の発錆を抑制するように努める。

以下に実施例を挙げて本発明の効果をより具体的に説明する。

［実施例１］
実機プラントから抜管した長さ９．４７ｍ、降水管φ（外径）２７．２ｍｍ、肉厚ｔ２．０ｍｍ、圧力管φ（外径）５４．０ｍｍ、肉厚ｔ４．８ｍｍの二重管式蒸発管に、化学洗浄液（塩酸１０％、還元剤０．３％、腐食抑制剤０．３％）を１２時間循環通液して二重管内に付着したスケールを溶解除去し、その後、図１のようにして、二重管式蒸発管底部に堆積したスラッジ（未溶解スケール）を吸引して排出した。

未溶解スケールの吸引は高圧水１６ＭＰａをエジェクタに通水し、発生した負圧により、地上高１３ｍの吸引ホースを介して酸化鉄を吸引した。本例では二重管式蒸発管内に滞留していた水０．７７リットルと共に、堆積スケール９．６ｇが２７０秒で完全に排出できた。

１二重管式蒸発管
２降水管
３圧力管
４吸引ホース
５高圧エジェクタ
１０円筒パイプ

Claims

圧力管及び該圧力管内に設置された降水管を有し、上下方向に配置された有底二重管式蒸発管を化学洗浄する工程と、
化学洗浄後、該二重管式蒸発管の管底に吸引ホースを差し込み、堆積物を吸引排出する工程と
を有し、
前記降水管の上端に円筒パイプを装着し、該円筒パイプを介して化学洗浄液を二重管式蒸発管内に供給する二重管式蒸発管の洗浄方法であって、
前記円筒パイプ（１０）を円筒状ゴム（９）を介して降水管上端部に固定すること、及び
該円筒状ゴム（９）がゴム押えリング（１２）とワッシャ（１３）との間に配置され、円筒パイプ（１０）にナット（１１）を締め込むことにより円筒状ゴム（９）を拡径させて円筒パイプ（１０）を降水管上端部に固定することを特徴とする二重管式蒸発管の洗浄方法。
請求項１において、エジェクタによって堆積物を吸引排出することを特徴とする二重管式蒸発管の洗浄方法。