多種領域換熱器清洗除垢解決方案

換熱器是一種熱能轉(zhuǎn)換和余熱利用的設備，在化工廠、發(fā)電廠及石化企業(yè)等工業(yè)領域應用十分廣泛。由于冷卻水在熱交換過程中，冷凍水吸收了冷卻水的熱量，使其溫度上升，此時原來溶于水中的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2在溫度的作用下析出CO2生成微溶于水的CaCO3和MgCO3。由于CaCO3和MgCO3的溶解度隨溫度的上升而下降，從水中結(jié)晶析出，當這些結(jié)晶物不斷地沉積于換熱器內(nèi)表面，便形成了很硬的水垢，這不但影響了熱交換效率，還增加了能耗，嚴重時還會因冷卻水的流量不足和壓力降低導致停機。因此，為了使換熱器發(fā)揮其最大的導熱功能，就需要定時進行清洗。

 

北京德高潔清潔設備有限公司是一家專業(yè)清潔環(huán)保設備供應商，在高壓水清洗、水霧降塵、集中式除塵系統(tǒng)已積累了十多年的業(yè)內(nèi)寶貴經(jīng)驗。目前已為各種行業(yè)各種領域的換熱器提供過多種成功的清洗方案。以下主要介紹各大領域換熱器清洗除垢解決方案。

 

 

換熱器的傳統(tǒng)清洗方法主要采用人工清洗和化學清洗，然而人工清洗換熱器存在效率低、效果差、勞動強度大等缺點。而化學清洗換熱器雖然效果不錯，但是效率比較低，并且清洗后的化學廢液不易處理，對設備也會造成腐蝕，還會污染環(huán)境。

 

 

高壓清洗機是近年來發(fā)展最快的一種新型高壓清洗設備，它的用途非常廣泛，幾乎橫跨了所有的工業(yè)清洗領域。尤其在我國對環(huán)境保護要求愈發(fā)嚴格的大環(huán)境下，高壓清洗機這種零污染排放的環(huán)保型清洗設備愈發(fā)得到各大企業(yè)的青睞。該設備具有清洗質(zhì)量好、清洗成本低、效率高、對環(huán)境無污染、安全性高、應用范圍廣等優(yōu)點，現(xiàn)在已成為換熱器清洗行業(yè)中的首選清洗設備。

 

 

換熱器清洗主要分為管程和殼程，殼程清洗一般是采用人工手持高壓噴槍沖洗或是將噴嘴布置在由機械臂進給的裝置上，將噴嘴對準管間的縱橫縫隙，邊移動裝置邊沿縱向清洗管間垢物，直至將管間所有縫隙的污垢清洗干凈，從而完成換熱器殼程的清洗。管程的清洗首先將換熱器的封頭、封尾拆掉，露出所有的列管，然后用剛性噴槍或撓性高壓噴槍插入管孔200-300mm的距離，打開噴槍控制閥，使高壓水加壓，一直到達額定壓力，隨后，在清洗過程中，逐步使噴槍向管道深部推進，直到高壓水射流從換熱器另外一端噴出。之后，操作人員將噴槍在工作狀態(tài)下緩慢抽回，垢物則繼續(xù)被破碎，直到將噴槍拉回到送進時的管口處，這時垢物也陸續(xù)被排出管道。此后，采用同樣的方法，對逐根列管進行清洗，直至將整臺換熱器的管程清洗干凈。具體清洗管內(nèi)壁時一般采用以下幾種方式：

 

1、管道旋轉(zhuǎn)噴頭

 

 

此種噴頭大多為一前三后、一前四后或純粹是向的噴嘴布置，向后的噴嘴噴射高壓水射流清洗污垢的同時帶動高壓軟管引入管道，從而達到清洗內(nèi)壁的效果。

 

2、高壓硬管

 

 

當管內(nèi)壁有堵塞情況發(fā)生時，可采用直徑較為細小的硬管連接直線噴嘴清洗管道內(nèi)壁。

 

3、半自動、全自動多管槍

 

 

其特點為噴嘴數(shù)量多、安全性高、清洗速度可調(diào)節(jié)。

 

 

1、火力發(fā)電站

 

國外在80年代初就進行研究和實驗使用高壓清洗機清洗換熱器，并在實際應用中取得了非常好的效果。高壓清洗機的在電廠的應用不只局限于清洗換熱器，還可以用于清洗冷油器、發(fā)電機空冷器、汽輪機轉(zhuǎn)子及隔板等。

 

 

我們在某發(fā)電廠汽輪機組換熱器銅管使用DI 350/23EM高壓清洗機清洗后，機組的真空度明顯上升，傳熱端差明顯下降，機組各段抽氣壓力比清洗前有較大的下降，例如在2.5萬千瓦負荷時，速度級壓力由1.9MPa下降到1.8MPa左右，3段抽汽壓力由0.53MPa下降到0.41MPa左右。并且使換熱器真空度由清洗前的89-90%提高到93%以上，排氣溫度由45°C下降到39°C。

 

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2、核電站

 

目前，我國的核電站都屬于壓水堆。與常規(guī)火電站相比較，核電站的核燃料產(chǎn)生的熱量是通過換熱器從一回路(含放射性冷卻劑的回路)傳導至二回路(驅(qū)動汽輪機的蒸汽回路)。說白了就是把換熱器想象成常規(guī)火電站的鍋爐。由于核電站換熱器的材質(zhì)普遍采用鈦合金，本身并不易結(jié)垢，但時間長了會造成泥渣沉積，而泥渣沉積會造成管材腐蝕，蒸汽壓力不穩(wěn)及運行不穩(wěn)定等不良影響。

 

 

經(jīng)過試驗證明，我們在某核電站采用DP 280/74EM高壓清洗機清洗泥渣的應用是可行的，通過泥渣的定期清除，可延緩傳熱管在管板區(qū)域的破損速率，從而有力地促進了核電站的安全穩(wěn)定運行。

 

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3、煉油廠

 

換熱器在煉油工業(yè)中的應用是十分廣泛的，其重要性也是顯而宜見的，換熱設備利用率的高低直接影響到煉油工藝的效率以及成本的費用問題。據(jù)統(tǒng)計，換熱器在化工建設中約占投資的1/5，因此換熱器的利用率及壽命是目前研究的一大課題。而現(xiàn)今工業(yè)上使用最多的冷卻介質(zhì)就是各種天然水，淡水中的CaCO3預熱結(jié)垢是換熱器換熱效率降低的一大難題。為了使換熱器發(fā)揮其最大的導熱功能，就需要定時進行清洗。

 

 

經(jīng)試驗表明，在一般情況下，采用DP 500/38EM高壓清洗機即可滿足要求，但也有一些情況，需要1400bar甚至是2000bar的壓力。

 

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4、糠醛廠

 

導熱油在現(xiàn)代工業(yè)運行過程中，通常在換熱器中液相強制循環(huán)加熱使用。在這種運行狀態(tài)中，導熱油容易發(fā)展縮聚反應形成粘度高的高分子化合物，又容易發(fā)生熱裂解形成容易揮發(fā)的小分子化合物和碳的單體。這些高分子化合物、積碳、殘?zhí)俊⒃O備表面的鐵銹及其他雜質(zhì)混合形成了導熱油的碳化結(jié)焦垢。這種碳在換熱器的管內(nèi)很容易沉積、粘附在管內(nèi)壁中，長期運行會降低換熱效果，嚴重時更會造成設備的損壞，甚至造成人員傷亡。所以，必須定期對其進行清洗。由于導熱油垢是一種由聚合物、炭及雜質(zhì)組成的混合物，所以采用DP 1200/34EM超高壓清洗機清洗導熱油碳化結(jié)焦垢，只要將其加熱到一定溫度范圍內(nèi)進行清洗是一種非常好的方法。

 

 

我們用DP 1200/34EM超高壓清洗機對兩臺換熱器進行了清洗試驗，清洗過程同時通過殼程采用中壓蒸汽加熱。例如清洗一根長6m、直徑20mm的列管，只花費了約1-2min，而且清洗后管內(nèi)壁十分干凈，并無材質(zhì)損傷，勞動強度得以大幅度降低。設備運行后，換熱效率恢復到原有水平，達到了設計要求。

 

換熱器清洗前殼程進口溫度為45℃、出口溫度為95℃；管程進口溫度為340℃、出口溫度為286℃。清洗后為殼程進口溫度為45℃、出口溫度為118℃；管程進口溫度為340℃、出口溫度為253℃。由此可見DP 1200/34EM超高壓清洗機清洗導熱油碳化結(jié)焦垢具有清洗效果好、清洗費用低、環(huán)境污染小、清洗效率高、勞動強度低等一系列優(yōu)點。

 

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5、冷庫

 

冷庫是冷凍食品公司的必備設備，其制冷主要是使用氨系統(tǒng)，氨在系統(tǒng)中完成一個制冷循環(huán)需要經(jīng)過蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個基本過程。制冷系統(tǒng)主要由壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器四個部件組成，他們之間用管道和其他輔助設備連接，以便形成一個封閉的系統(tǒng)。立式殼管式冷凝器是氨制冷系統(tǒng)中的重要組成部分，其主要的作用是把壓縮機排出的高溫高壓氨氣冷卻成為液體，氨氣放出的熱量由冷卻介質(zhì)(水)帶走。由于冷凝器使用的是水冷卻方式，所以在氨氣放熱冷凝過程中一定會存在冷卻水的蒸發(fā)及溫度變化的現(xiàn)象，從而導致傳熱管受熱面易結(jié)生水垢，隨著時間的積累，水垢會越積越多，將會阻礙熱量的傳遞，以至于降低系統(tǒng)的換熱效率和制冷效果，導致設備能耗增加，運行及生產(chǎn)成本增加，嚴重時還會影響設備的正常運行，造成生產(chǎn)事故和人身安全。所以，定期清除傳熱管的水垢是非常必要的。高壓清洗機清洗冷凝器傳熱管具有可在冷卻系統(tǒng)不停機的狀態(tài)下對冷凝器進行清洗，大大降低了運行成本，并且對被清洗物(傳熱管)表面不會造成損傷、并且無腐蝕、無漏氨現(xiàn)象發(fā)生，傳熱管內(nèi)壁除垢率可達95%以上。

 

 

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6、造紙廠

 

造紙廠堿回收車間蒸發(fā)器及其他管道長時間使用會產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，厚度從幾毫米到十幾毫米，嚴重時還會把管路堵死，從而影響整個車間的生產(chǎn)計劃。為了避免這種問題的發(fā)生，就需要對這些設備定期進行清洗。我們使用DP 400/45EM高壓清洗機對某造紙廠堿回收車間的兩列五效長管升膜蒸發(fā)器管道做了二次清洗實驗，結(jié)果非常令人滿意。DP 400/45EM高壓清洗機操作簡單方便，使用靈活�？筛鶕�(jù)各設備的結(jié)垢情況隨時進行清洗，對于內(nèi)孔Φ50長7米的管道，每根只需三分鐘就可以完成清洗。

 

 

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1、高壓清洗機的位置擺放要合理，進入施工現(xiàn)場后，要選擇合適的位置，方便操作和實施。

 

2、要了解被清洗設備的位置、狀況和現(xiàn)場水源和電源情況，制定詳細的清洗方案，以便有順序的進行清洗。

 

3、檢查高壓管的外觀，是否有開裂和輾壓痕跡，噴嘴是否有損壞和堵塞的情況。隨后連接高壓管及噴嘴。

 

4、高壓清洗機啟動前要認真檢查各螺紋的連接部位是否有松動，曲軸箱內(nèi)和滴油池內(nèi)的潤滑油是否加足，單向溢流調(diào)壓閥應在歸零狀態(tài)，絕不能帶壓啟動高壓清洗機。

 

5、打開電源閥門，并低壓放氣。

 

6、兩名操作人員握住膠管和硬管，噴嘴要射向沒有人的空曠地帶，嚴禁把噴嘴對準人群。

 

7、單向溢流調(diào)壓閥調(diào)壓螺桿處于歸零狀態(tài)時，點動一下啟動按鈕開關，電機旋轉(zhuǎn)方向要與機器上所示箭頭方向一致，否則需要重新連接電源。

 

8、完成安裝、檢查、電機調(diào)試工作后，開啟電源，使機器空載運行。

 

9、空載運行中，各部件檢查正常后，將調(diào)壓螺桿順時方向旋轉(zhuǎn)，將壓力調(diào)到200bar，運行15到20分鐘，確認沒有異常后，調(diào)至額定壓力，正常運行一定時間后，沒有異常，調(diào)試完畢。

 

10、清洗工作中，需要有專人看管清洗設備，隨時觀察機器運轉(zhuǎn)時柱塞溫度和漏液情況，保障水管管路暢通無堵塞，防止外力碰撞或者輾壓高壓膠管，如發(fā)現(xiàn)異常，應立即停機或者關閉電源。

 

11、清洗完成后，要按照順序關機，先卸壓，再關電源，最后關閉水源。

 

 

1、高壓清洗機的工作介質(zhì)是水，水的取用也是很方便的，但是要特別做好水的過濾環(huán)節(jié)，防止堵塞高壓膠管，尤其不能將有垢渣和雜質(zhì)的自來水進入高壓清洗機的輸水管中。

 

2、使用高壓清洗機清洗管殼式冷凝器時，要做好操作人員的安全保護措施，帶好安全帽。還要加強施工人員的安全教育，做到安全施工。

 

3、在清洗過程中，要配備專人操作腳踏控制閥，保證隨時可以和清洗操作人員配合，做到及時減壓排水。

 

4、在清洗操作工作面時，用隔板遮擋從冷卻塔管道中噴流出的冷卻水，使傳熱管口充分暴露，方便施工操作。

 

5、準備工作完成后，開始對傳熱管進行清洗，需要兩名操作人員緊握硬管和噴嘴，將其放到傳熱管中，再開啟電源操作。

 

6、電源開啟后，高壓清洗機操作人員順時針方向旋轉(zhuǎn)調(diào)壓閥調(diào)壓螺桿，使清洗壓力逐漸升高，施工人員要隨時觀察高壓水射流的除垢能力，一旦達到合適的壓力，要及時通知高壓清洗機操作人員停止旋轉(zhuǎn)調(diào)壓閥。隨后，施工人員緊握高壓清洗機的高壓管，緩慢向下移送噴嘴，高壓水射流對傳熱管的水垢產(chǎn)生強力沖擊，使得水垢脫落，根據(jù)傳熱管水垢的狀況，可以上下多次的移動噴嘴對傳熱管內(nèi)壁進行清洗，直到全部水垢脫落。用腳踏控制閥減壓排水后，操作人員將硬管和噴嘴移出，然后再逐根對傳熱器管道進行清洗。

 

 

1、剛性高壓噴槍易出現(xiàn)的安全事故

 

剛性高壓噴槍的一個噴嘴或多個噴嘴多向前方或者前斜方布置，單孔錐狀高壓水射流清洗完全堵死的列管，多孔斜射高壓水射流則對列管管壁垢物進行打擊、楔劈、鏟削等綜合作用，最終使其破碎。噴槍的推進由人工進行，當剛性噴槍推出到列管出口時，高壓水射流極易傷害出口附近的人員，輕者將人打傷，重者將人擊穿，從而造成重大安全事故。

 

事故的預防措施：

 

剛性噴槍前直射或者前斜射的噴嘴伸出列管前，高壓水射流一直沖擊壁管，當高壓水射流剛離開出口端面時，應該立刻抬起腳踏控制閥，以免高壓水射流直射傷人。

 

2、雙槍作業(yè)時誤射傷人

 

為了提高清洗速度，有時會使用一臺高壓清洗機兩把噴槍同時作業(yè)，操作人員也是分為兩組。這時如果兩臺換熱器距離很近，這兩組操作人員就很容易互相干擾，配合一旦出現(xiàn)失誤，高壓水射流掃向?qū)Ψ剑�就會造成人員傷害。

 

事故預防措施：

 

兩把噴槍在距離較近的兩臺換熱器進行清洗時，一定要避免兩把噴槍對射或者橫斜射，這樣極易傷害到操作人員，通常要將兩把噴槍平行作業(yè)就可以保證作業(yè)安全。

 

3、噴槍操作人員在高臺上作業(yè)失平衡滑跌傷人

 

高臺大多為腳手架形式，噴槍操作人員在腳手架上作業(yè)比在地面上作業(yè)更困難，由于噴槍的后座力沖擊，使得持槍人極易滑到傷害自已，并且持槍人同時手中拿著噴槍，失去穩(wěn)定后又容易傷害到別人，所以在平臺上作業(yè)時要特別小心，注意安全，一定要有穩(wěn)妥的作業(yè)平臺才能開槍作業(yè)。

 

事故預防措施：

 

換熱器清洗平面通常有兩三層樓高，所以在平臺上作業(yè)必須架設牢固，平臺上的鋪板必須綁捆結(jié)實，周邊要設置欄桿。高臺作業(yè)必須系好安全帶，確保安全，這樣操作人員才不會跌倒摔倒。

 

4、高壓噴槍操作人員與腳踏控制閥控制人員配合失誤傷人

 

換熱器在進行清洗時，大多為一人控制高壓噴槍，一人控制腳踏控制閥，兩人互相配合的同時又互相制約才不致發(fā)生事故。如果當持槍人未準備好的情況下腳踏控制閥控制人員就踩下腳踏控制閥時，則持槍人不是傷害到自己就是傷害到他人，這是十分危險的。

 

事故預防措施：

 

當持槍人手持高壓噴槍并沒有對準管孔時，腳踏控制閥控制人員可以拒絕持槍人的發(fā)號施令，這樣就避免了持槍人誤操作以至于安全事故的發(fā)生。另外需要注意的是，換熱器清洗作業(yè)區(qū)周圍的地平面上，必須設置圍欄，同時要有明顯的警告標記，如“射流作業(yè)”、“高壓危險”、“禁止靠近”等。