高压水清洗在换热器上的应用

黄超

上海蓝滨石化设备有限责任公司上海市201518

摘要：在供暖企业的热力管网系统中，换热器的结垢是目前热网常见的现象。每当设备运行一段时间后，换热器的换热面上会形成水垢，造成导热系数小，使热阻增加，导致热交换恶化，使换热器热交换率降低，供暖温度下降，严重时甚至被迫冬季供暖期间进行清洗，给居民供暖质量带来不良影响。因此，换热器的定期清洗是非常必要的。

关键词：高压水清洗机；热网换热器；清洗

引言：换热设备大多采用管式换热器在生产中焦油和萘等杂质又极易沉积在管道中严重时造成堵塞直接影响设备的换热效率。而这些油垢不仅与管壁粘结得很牢固，而且质地偏软。再加上换热管细而长A更增加机械清洗的难度。若采用化学清洗A又存在清洗管道布置不方便、成本高和易造成二次污染等缺点。为了减少企业经济投入，文章主要针对高压水清洗在换热器上的应用方面进行详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

1.当前我国水清洗设备情况简析

水射流清洗技术在国内各行业逐步得到了应用，通过近几年的发展取得了长足进步并逐渐应用推广到了不少企业，产业化的格局初步形成。通过对国内外高压水清洗市场情况以及国内外主要公司的产品情况进行比较，我国100MPa以上高压产品的总体设计、装备的成套组装已成为现实，但主要部件如泵机组还需要进口，目前国内高压水射流清洗技术处于发展阶段，还不够成熟，存在下列一些问题。第一，整机配置不够完善。很多清洗机厂家提供的零部件种类不全、数量不足，用户不能根据需要选择不同枪具配件，无法满足用户多种用途的需要。第二，系统参数缺乏优化设计。为了获得最大打击效果和清洗效率，系统要求在额定压力、额定流量、额定功率即额定状态下工作。但在实际工作中，由于高压胶管规格使用不当，喷嘴、喷头的孔径、孔向与主参数不一致，清洗结垢物对象与清洗机主要参数不匹配等情况时有发生，致使整机经常在较小的功率下作业浪费了整机性能。第三，高压泵质量问题。高压泵作为高压水射流的发生装置，是清洗机的作业核心。因此高压泵质量的好坏直接关系到到整机工作性能的优良。在实际工作中高压泵常出现的诸如运动件耐磨性能差、高压胶管非正常破损等问题，都会对整机工作效率造成不利影响。第四，喷枪问题。喷枪性能、寿命、种类欠缺等问题，影响清洗机的工作效能。

2.热网换热器结垢现状分析

热网换热器结垢的原因是热网系统使用的自来水和地下水，而地下水作为管网中长期补水的水源，含有大量的无机盐如碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐、磷酸盐、泥沙及有机物。给生产带来了结垢、耗能、腐蚀穿孔等危害。水垢成分以盐酸钙和磷酸钙为主，当水中含有硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁时，如离子浓度超过溶度积时也会发生沉淀，沉积在换热器片上。

为解决这一问题，目前各供暖企业多采用化学、人工方法对换热器进行清理。化学清洗虽然效果不错，但要考虑换热器的腐蚀率控制在允许范围内，在化学清洗液中要加入适量的缓蚀剂和起活化、渗透、润湿作用的添加剂。操作复杂，费用高。并且清洗后的化学废液不容易处理，对环境还会产生影响。而人工清洗具有效率最低、效果最差、劳动强度大等缺点。

某公司选购一台高压清洗机，其参数为：

高压清洗机的工作原理是以水为工作介质，它的原理是将普通的自来水通过高压水泵转化为高压低流速的水，然后输送到高压喷杆，使其以一定的能量到达高压喷嘴。而高压喷嘴的孔径要比高压管的直径小得多，因此到达高压喷嘴的水要想通过喷嘴必须加速。这样，喷嘴就可以把高压低流速的水转变为低压高流速的射流。高压水射流是能量转变与应用最简单的一种形式。当高压水射流的冲击力大于污垢与物体表面的附着力时，就会将污垢剥离，冲走，以达到清洗物体表面的目的。

3.高压水清洗在换热器上的应用

传统的清洗方法主要为机械式、化学式清洗，相比较而言高压水射流清洗技术具有如下优点：第一，对金属无腐蚀。水射流中不存在任何酸性或碱性药剂，对金属不造成腐蚀，对被清洗的基体不会造成损坏。第二，清洗速度快。高压水射流凝聚高能量，通过冲刷、剪切、磨削等复合冲击作用可将结构物迅速打碎脱落，相比于传统的清洗方法速度快几倍到十几倍。对于传统的化学清洗，需用清水将表面的化学药剂清洗掉，而采用高压水射流清洗后的部件，则无需进行二次洁净处理，大大节约了时间成本。第三，清洁环保。清洁的自来水就可作为清洗介质，对环境无任何污染作用，雾化状的高压水射流还可以降低清洗作业区的粉尘浓度，清洗后无需处理，属环保型清洗方法。第四，广泛的适用范围。能够适应形状和结构复杂的部件。第五，节能、节水。耗水仅为（3～5）m3/h，属于节水环保型技术。

某地区公司现已接收的热力泵站总数为146个，板式换热器281台。2012年利用高压清洗机，对64个泵站的123台的板式换热器进行了高压清洗。使用时，打开总电源开关，只要扣动喷枪扳机电机自动启动，松开喷枪扳机电机自动停止。为防止频繁启停造成电机电路过载及内部电气元件的耗损，系统设有溢流伐，可在无压运行30秒后停止电机，起到了保护设备的作用。在清洗中，可根据板式换热器结垢程度不同的状况，随时连续对设备工作压力及相应的流量进行精确的调节，调节过程中工作压力要按由低到高的顺序，让水流通过强力旋转喷杆及喷枪，将换热器板片上的水垢有效地清理干净。根据我公司水质结垢的特点，经过实际测试：

高压清洗机上自带的水箱对泵起到了蓄水缓冲作用，避免了因缺水产生的气蚀对泵体内部部件造成的损坏。由于该种高压清洗机拥有稳定结实的推车式机身，特制的四轮在泵站间的设备转移搬运过程中，起到了简捷方便的作用。目前，这种高压清洗方法在公司的热力泵站得到了广泛应用。在使用过程中发现，高压清洗机清洗的特点如下：（1）使用高压清洗机清洗板式换热器，传热板面除垢率达95%以上。（2）高压清洗机清洗对被清洗传热表面不会造成损伤、并且无腐蚀、无损伤现。（3）高压清洗机具备安全、方便、耐用的特点，具有较长的使用寿命。（4）高压清洗机还可以用在管壳式换热器的清洗，对电厂的冷却系统中冷凝器，可实现不停机的状态下进行清洗，大大降低了运行成本。（5）节省费用。综上所述，我们可以看出使用高压清洗机清洗冷凝器具有清洗效率高、清洗效果好、清洗后设备无损伤、无腐蚀并且节能环保等特点。与化学清洗方法比较，每台板式换热器可节省800元，该公司全年可节省10万元以上。由此可见，高压清洗机在供热系统中必将得到广泛的应用[1]。

结论：

简而言之，文章主要针对高压水清洗在换热器上的应用方面进行详细分析，经过实际调查发现，应用了高压水清洗的换热器具有十分突出的应用效果，值得大力推广[2]。

参考文献：

[1]陈建玉.高压螺纹锁紧环式换热器检修中常见故障分析及对策[J].化工机械，2017，32（4）：253-256.

[2]励国辉.Φ1600mm螺纹锁紧环换热器的设计[J].石油化工设备技术，2018（2）：1-4.