川化第二化肥厂尿素装置自1976年投产以来，高压分解塔/再沸器(U-DA 201/EA 201)从未更换过，也未实施过化学清洗，随着运行时间的增加，设备出现结垢现象，高压分解塔内部加热器和再沸器管壁结垢尤为严重，导致高压分解塔内部加热器和再沸器传热效率降低、蒸汽耗量增加，进而使高压分解塔工作能力下降，成为制约尿素装置生产负荷提高的重要因素之一。为了解决这一问题，公司决定在2000-2001年度大修中对高压分解塔/再沸器进行化学清洗。
1 清洗试验
1.1 溶垢试验 采用自制垢样作为试验垢样。表1为几种清洗液对垢样的溶解效果。 表1溶垢试验结果 试验液 试验温度/0C 垢样重/g 滤渣重/g 溶垢率/% 水 常温 18..3421 1116.5723 9.65 8%硝酸 常温 32.0372 28.4781 11.10 3%柠檬酸 常温 22.9997 18.3791 20.08 20%乙醇 常温 29.4765 26.3571 10.58 50%乙醇 常温 30.7854 27.2533 11.47 70%乙醇 常温 21.7303 19.7961 11.22 2%氨水 常温 30.7739 24.3799 20.78 5%氨水 常温 25.8659 19.7961 23.47 10%氨水 常温 31.3381 24.6835 21.23 CH-QX常规碱洗液 常温 36.3622 25.6933 29.34 CH-QX络合碱洗液 常温 34.4050 23.7652 30.93 CH-QX络合碱洗液 常温 28.9732 21.4379 26.01 CH-QX络合碱洗液 60-80 40.0752 9.7463 75.68 CH-QX常规碱洗液 60-80 37.3849 11.8174 68.93 CH-QX络合碱洗液 60-80 38.7736 8.9451 76.93 从表1结果看，常温下CH-QX系列清洗液和氨水的溶垢率稍高，均为25%左右，但考虑到现场操作及加热时的安全性，只对3种CH-QX系列清洗液作了加热溶解试验。加热试验过程中，垢块溶解速度明显增加，至60-800C时，垢块已大部分溶解，残余部分也变得疏松并分散成粉末状。从溶垢率看，CH-QX络合碱洗液和络合酸洗液在加热条件下对垢块的溶解率较高，均为75%左右。
1.2 腐性试验 试验采用旋转挂片法，试片腐蚀速率由失重法测得，对试验后的试片进行金相试验，试验结果见表2. 表2腐蚀试验结果 试验液 试验温度0C 碳钢腐蚀速率g/（m2.h） 不锈钢腐蚀速率g/（m2.h） 金相试验结果 CH-QX常规碱洗液 70 0.0008 0.0000 无晶间腐蚀 CH-QX络合碱洗液 70 0.0011 0.0000 无晶间腐蚀 CH-QX络合碱洗液 70 1.0634 0.0015 无晶间腐蚀
1.3 试验小结 由表1、表2可知:CH-QX系列清洗液在60-800C条件下对垢样都具有较好的溶解和分散性能，腐蚀速率符合《SD135-86火力发电厂化学清洗导则》要求，清洗液对奥氏体不锈钢无晶间渗透腐蚀现象。根据垢层成分，决定分两步实施化学清洗，即:先用络合碱洗液清洗，以除去有机垢并使垢层疏松;再用络合酸洗液清洗，除去残余垢物。
2 化学清洗
2.1 实施过程及工艺控制 高压分解塔/再沸器化学清洗于2000年12月19日开始进行。原清洗方案包括清洗高压分解塔塔板加热器，但鉴于高压分解塔结垢主要存在于内部，塔板结垢不严重，因此，决定将高压分解塔的清洗液进口改为塔的中部(即直接由再沸器进人)，如图1所示。 图1 化学清洗工艺流程图
2.1.1 临时配管 关闭进人高压分解塔/再沸器的蒸汽截止阀和调节阀; 拆除再沸器下端封头，配临时法兰接头，用临时管道与循环泵出口相连，作为清洗液进口; 拆除高压分解塔下端出口管线的连接法兰，配临时法兰接头，用临时管道引回循环槽，作为清洗液的回流口; 打开高压分解塔顶部放空阀; 盲掉其余进出管线、安全阀和仪表接口。
2.1.2 清洗过程 19日下午17:00开始清水冲洗试漏，并配制碱洗液;21:00开始碱洗，到20日9:00结束，碱洗时间12h，碱洗温度始终维持在80 C左右;碱洗后水冲洗于10:00格;10:20开始酸洗，到17:00结束，酸洗时间6.6 h ，酸洗温度始终维持在800C;酸洗后用水冲洗于19:00合格，排尽冲洗水后整个清洗结束。 清洗液分析结果见表3、腐蚀监测结果见表4. 2.2 设备检查结果及运行效果 化学清洗结束后，于12月21日上午打开再沸器上封头检查，除在换热管内壁还残留有薄薄的一层(0.1- 0.5mm)金属氧化物外，设备内干净无其他杂质。车间领导和技术人员认为，设备状况比1997年打开检查时好得多。开车后，高压分解塔/再沸器的运行状况良好，高压分解塔内部加热器和再沸器的换热效果明显提高，蒸汽调节阀的开度明显减小。 表3清洗液分析结果 清洗液 检测项目 清洗前 清洗后 配方要求 络合碱洗液 总磷/mg/L 700 605 700-900 碱度/mg/L 1587.4 1321.3 1500-2000 络合酸洗液 PH 3.59 4.69 3.5-6.0 酸浓度/% 1.75 2.94 3 总铁/mg/L 2.23 21.9 Fe3+＜100 浊度/mg/L 7.04 10.87 表4 酸洗腐蚀监测结果 试片号 失重/g 腐蚀速率g/（m2·h） 平均腐蚀速率g/（m2·h） 标准要求g/（m2·h） 31600 0.0001 0.0024 0.00624 ＜0.05 31602 0.0000 0.0000 31605 0.0004 0.0096 31607 0.0002 0.0048 31608 0.0006 0.0144
2.3 化学清洗小结
（1) 由表3可知，清洗实施过程中清洗液配制和工艺控制基本符合配方要求。
（2) 由表4可知，清洗腐蚀速率符合“水利电力部标准《SD135-86火力发电厂锅炉化学清洗导则》”要求[小于0.05g/m2.h )]，酸洗液中总铁离子浓度较低也说明了这一点。
(3) 设备检查结果和运行效果说明，本次化学清洗除垢效果良好，自制垢样与实际垢样成分基本相符。 综上所述 ，本次高压分解塔/再沸器化学清洗配方和流程设计合理，腐蚀速率低，清洗效果良好。
3 存在问题及解决措施
3.1 高压分解塔/再沸器经化学清洗后再沸器换热管壁仍残留有0.1-0.5mm厚的金属氧化物，主要原因是计算的设备体积与实际容积存在一定差距，造成碱洗药剂处于配方指标范围低限，酸洗药剂的初始投加量不足。后虽根据分析结果将酸洗药剂的浓度提高到控制指标范围内，但高浓度药剂的有效清洗时间太短(受蒸汽供应的限制无法再延长清洗时间)。通过这次清洗，高压分解塔/再沸器的容积也得到精确计量，在今后的清洗中，这一问题将得到有效解决。
3.2 因进行化学清洗试验时无法取得高压分解塔/再沸器内的实际垢样，清洗液对甲钱腐蚀产物的溶解性未进行试验。打开再沸器后，已收集了垢样，垢样分析后通过试验将清洗配方进行了完善。因此今后的清洗效果将会更好。
