一种针对乏汽蒸发冷却器管束除垢的工艺方法

技术领域

本发明涉及蒸发冷却器或闭式循环塔等表面管束换热器结垢的处理领域，尤其涉及一种针对乏汽蒸发冷却器管束除垢的工艺方法。

背景技术

蒸发冷却器是一种常见组合式换热器，由于其结构简单、占地面积较小，对环境影响小，因此成为多数工业企业循环冷却水系统中常用的一种换热冷却设备。工作原理是，高温循环冷却水通过蒸发冷却器管束后，在蒸发冷却器管束外壁与之喷淋雾化水进行水水换热得到低温水从而进行再次循环。

由于成本及采购水等因数，喷淋冷却水往往采用工业新水或中水。在工业水中含有大量的钙镁离子，喷淋雾化含钙镁离子的水在蒸发冷却器管束外壁上进行蒸发换热，使得水中钙镁离子饱和析出并附着于管束外壁之上，久而久之形成钙镁垢层影响换热效果。

目前，传统方法是采取机械或化学清洗除垢的方法进行清理。采取化学清洗法时，通常需要提供浸泡池和提供一定的流速方能达到效果。由于乏汽蒸发冷却器喷淋管束一是无浸泡的喷淋系统，因此化学清洗效果极差；采用物理除垢时往往又达不到效果，费时又费力。同时，由于乏汽蒸发冷却器管束垢层已达到惊人的5cm左右，已基本将光管间的缝隙全部填充，因此上述两种方法很难达到除垢效果。

鉴于以上实际问题，本发明就是针对上述情况研究和发明的一种全新除垢工艺。通过使用该工艺后，乏汽蒸发冷却器管束长达5年的外垢得到了有效处理，光管光洁度达到80%以上，有效改善了现场冷却环境，提高了闭式循环水换热效果，解决了行业的难题。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，提供一种针对乏汽蒸发冷却器管束除垢的工艺方法。

本发明的目的是这样实现的：一种针对乏汽蒸发冷却器管束除垢的工艺方法，包括以下步骤：步骤一：先使用60-80次/秒的机械振动器将管束上沉积的钙镁垢进行振动剥离，使用机械振动器后可将管束上50%-70%的钙镁垢进行物理剥离；步骤二：喷淋池注水后添加化学药剂进行化学清洗，清洗后可将10-20%的钙镁垢以及边角无法振动剥离的垢进行清理；步骤三：采用10-15Mpa压力的喷枪对酸洗后的管束进行水冲洗，可将管束间难以清除的钙镁薄垢进行彻底处理。

化学药剂包括缓蚀剂、阻垢剂、渗透剂，酸液配比由氢氟酸与硝酸配比，氢氟酸浓度2-5%，硝酸浓度60-70%，按照1：3-6的比例进行配比，配好的混合酸液PH值控制在2-3之间；缓蚀剂按照0.2-0.3%配，渗透剂是利用氢氟酸渗透，阻垢剂是清洗完后保持水中3-5g/t循环水运行控制。

本发明的有益效果是：采用本工艺及后续改进，达到了单纯的利用酸洗达不到的效果。本工艺中，首先利用物理方式将钙镁后垢进行机械剥离，使得原本附着在管束上的垢样发生变化，使得酸洗有效果。其次，在酸洗中由于第一步实施，需要酸洗的工作量减少、同时因钙镁垢层裂纹使得酸液可直接渗透进内部反应，使得垢层全面反应。第三，酸洗后将垢样附着力减少，使得高压水冲洗可直接将薄垢层打掉，提高了处理效果。同时，在通过第一列管束清洗后，总结工艺不足并加以修正，使得后续作业效果明显。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

图1：高频振动器工作示意图。

图2：自主高压冲洗水枪部件示意图。

其中，1.高频振动器、2.冲洗控制装置、3.泄压装置、4.高压冲洗枪头、5.枪头、6.连接管路、7.高压冲洗水泵车。

实施方式

本发明是针对乏汽蒸发冷却器传统除垢工艺的研究，并在失败的技术进行总结、摸索出一套新型的工艺方法。本工艺主要在解决传统高压水冲洗，对于垢层较厚的水垢无效果，即便是达到冲击力也会造成喷淋管束因水冲击力导致管道损坏，从而失去水冲洗的意义；其次是，解决传统的化学清洗工艺，因无法浸透仅靠日然喷淋无法达到有效的化学反应，得不到酸洗效果。

本发明设计就是针对上述问题，提供一种针对乏汽蒸发冷却器管束除垢的工艺方法。按照发明涉及，本工艺是按照三个步骤进行实施，且在每一个步骤上均有达标要求，方能实施下一步。本方法采取三步法进行，包含：高频振动除垢、化学清洗除垢以及高压水冲洗除垢三种。每一步序需要过程衔接好，可提高除垢时间和除垢效率，同时解决了行业内的技术难题。同时，该工艺操作简单，具有很高的推广意义，控制成本低实用效果好。具体步骤为：第一步，先使用高频机械振动器将管束上的后垢进行振动剥离。使用机械振动器后可将管束上50%-70%的钙镁垢进行物理剥离。高频振动器为市场上常规的机械振动器，振动频率为60-80次/秒，与振动器相配套使用的是机械振动棒，其端部采取了钝化处理，防止振动棒在人工操作时对喷淋管束的管壁造成损伤。通过振动器与振动棒的使用，可将管束上的钙镁垢层松动、剥离，初步剥离效果可达到50%-70%的，及时未剥离的垢样也已形成裂缝，为下一步酸洗提供条件。第二步，喷淋池注水后按照化学药剂进行添加，进行化学清洗（化学药剂主要成分为渗透剂、缓蚀剂、酸洗除垢剂），酸洗后可将10%-20%的钙镁垢以及边角无法振动剥离的垢进行清理。酸洗是通过循环泵将配好的浆液达到喷淋上，通过原有的喷淋雾化后将酸液滴均匀浇在管束上，在管束上通过前期振动垢层的裂缝渗透进入与其进行化学反应，达到清洗效果。为保证清洗效果和质量，一方面要控制酸液的酸度，另一方要保护管束腐蚀，在酸洗前要进行挂片测试，清洗后进行挂片腐蚀率测算。通过将近2天时间，酸洗、清洗等过程实施，可将10%-20%的钙镁垢以及边角无法振动剥离的垢进行清理。酸洗的验收必须经过新水冲洗，并测量水池酸值后达标后方准进行下一步工序。第三步，采用10-15Mpa压力的喷枪对酸洗后的管束进行水冲洗，可将管束间难以清除的钙镁薄垢进行彻底处理。高压冲洗水泵采用柴油泵或电动泵，清洗枪头的枪头采用扁平式结构，可斜插入管束间将管束上部振动不到的、酸洗已软化的垢层经过高压水直接冲洗下来；另一方面，扁平的头部四散方式的出水可对局部进行清理。通过按照上述三种工序的清理，顽固的垢彻底清理干净，蒸发冷却器管束得到焕然一新，提升了换热器换热效果，提高了经济性。工艺步骤衔接及过程控制指标尤为重要，每一步完成后效果，将直接影响下一步工序的除垢效果。该方法有效解决了行业内乏汽蒸发冷却器垢的清理难度大、清理复杂、耗时长、效果差的问题。

本方法与传统除垢工艺相比，具有机械损伤小、化学损伤小的特点，同时除垢效果明显，管束间钙镁垢层通过三个步序达到全部清除的效果。机械除垢步序中，采用高频振动器，通过高频振动使得管束上附着的垢进行机械剥离，提高除垢效率和效果； 化学清洗步序中，采用混合配置的清洗药剂，使得机械剥离后的管束残存的垢样通过药剂清洗后，软化和分解，达到二次除垢效果；高压水冲洗步序中，采用冲洗水枪，对喷淋管束进行精准冲洗，使得管束表面光洁度达到85%以上，管束层残留垢样进行精细处理，达到最终除垢效果。

传统机械除垢工艺，机械除垢费时费力且达不到效果；传统的水冲洗工艺，对于垢层较厚的水垢，高压水冲击力达不到预期效果。即便是达到冲击力也会造成喷淋管束因水冲击力导致管道损坏，从而失去水冲洗的意义；传统的化学清洗工艺，一方面由于无浸泡池无法浸泡，清洗费时费力，得不到效果；另一方面，由于垢层分布不均匀，长时间化学清洗会导致管束过量清洗后腐蚀破损，形成容易清洗的地方过清洗，不容易清洗的地方洗不到。

采用本发明后，通过三个步骤的有效衔接以及过程数据控制，有效弥补了传统除垢工艺的诟病。从而节约时间、节约工时，除垢效果好的特点。

采用本发明后，从2022年5月-9月，在太钢能动总厂乏汽蒸发冷却器上进行使用。

2022年5月至8月，首次在太钢能动总厂乏汽蒸发冷却器上。2022年5月19日，按照本除垢工艺方法第一次对乏汽20列开始清洗。5月19日-5月23日利用5天时间采用机械振动方式将4台蒸发冷却器管束上的垢样进行了机械剥离，机械振动后达到预期效果；5月24日-5月25日，对喷淋水池进行注水加配比好的酸液进行循环，期间通过了连续监测酸液酸值、以及清洗后测量挂片腐蚀率，来控制酸洗的速率及酸洗效果；5月25日-5月26日，化学清洗完后采用10-15Mpa压力的喷枪对酸洗后的管束进行水冲洗，将蒸发器内管束间难以清除的钙镁薄垢进行处理。通过以上实施，第一次清洗时通过摸索累计用时8天，将长达5年的陈年老钙清理干净，管束透光率80-85%，有效提高了乏汽蒸发冷却器的换热效果。通过第一次清洗过程经验总结，对振动棒及冲洗枪头进行优化，从第二列至第19列清洗时，每一列平均使用6天即可完成以上效果。提高了30万火电机组的能效利用率。2022年5月-9月，累计对19台蒸发冷却器进行管束清洗，达到了以上预期效果。

本发明可彻底解决传统机械和化学除垢工艺无法处理的垢层。同时，有效避免了机械除垢造成管束机械损伤，以及化学清洗造成的管道腐蚀等问题。采用本工艺清洗后，蒸发冷却器管束表面清洁度达到85%以上，除垢效果好。本发明，工艺简单、可重复使用，实用效果好，可推广应用。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明所保护范围的结构特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。