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HS高压水射流系统用于化工企业生产装置清洗

成都海申科技有限公司 

一、前言

化工企业在生产过程中经常会遇到生产装置需要清洗的问题，比如换热器管束、大直径管道、容缸、反应釜、槽罐……这些装置在使用过程中容易结垢、结焦、堵塞，不仅增加了企业的生产能耗，也存在各种安全隐患。企业每年的大检修或不定期检维修中有一个重要的工作这些生产装置的清洗。NLB高压水射流系统在化工企业生产装置的清洗方面具有无数的成功案例，帮助化工企业和清洗工程承包商解决了很多难以解决的清洗和切割难题。

二、NLB高压水射流系统的组成

典型的HS高压水射流系统由三部分组成：高压水泵、连接管件、清洗执行机构。高压水泵是非常重要的组成部分，将普通水加压成为高压水射流。HS高压水泵的压力和流量都是可以调节的，从500-2800Bar一台设备可以实现八种压力。连接管件就是将高压水射流输送到执行结构的连接部分。清洗执行结构的形式非常多，根据要清洗的化工装置配置合适的清洗执行机构，这也是高压水射流系统的重要组成。常见的清洗执行机构包括：手持水枪、软管枪、三维清洗喷头等。

图1 HS高压水泵配置软管枪用于换热器清洗的系统配置

图2HS高压水泵

二、高压水射流技术优点

1、水射流的压力与流量可以方便地调节，只要选择适当的压力等级，高压水射流清洗就不会损伤被清洗设备的基体； 

2、与化学清洗、生物清洗不同，**高压水射流清洗是用普通自来水，所以它不污染环境，不腐蚀设备，不会造成任何机械损伤，还可除去用化学清洗难溶或不能溶的特殊垢； 

3、**高压水射流清洗快速、彻底。洗后的设备和零件不用再进行洁净处理。如热交换器的清净率为95%以上，锅炉除垢率达95%以上；

4、清洗成本低，大约只有化学清洗的1/3左右，即**高压水射流清洗属于节能型设备；

5、**高压水射流清洗对设备材质、特性、形状及垢物种类均无特殊要求，只要求水射流能达以即可。能清洗形状和结构复杂的零部件，能在空间狭窄，环境复杂、恶劣、有害的场合进行清洗；

6、高压水射流不会造成二次污染，清洗过后如无特殊要求，不需要再进行清洁处理；

7、易于实现机械化、自动化，便于数字控制；

8、高压水清洗操作人员不需要接触生产装置，也不需要接触任何化学物品，彻底杜绝了对人体的伤害，也不会产生职业病，保护劳动者的安全。特别是能够实现对有毒、放射性、易燃易爆等条件下的安全清洗。

三、典型应用案例

1、反应釜清洗

HS高压水射流清洗反应釜装置是利用高压水射流将反应釜内壁及搅拌器表面上的坚硬垢物击碎，彻底剥离并清除掉。三维旋转喷头伸缩杆安装在反应釜入孔处，伸缩杆进入反应釜内，可在反应釜内伸缩和沿反应釜内壁周围方向移动。三维旋转喷头有两个喷嘴，高压水射流从两个旋转的喷嘴中喷射出，当清洗喷头水平旋转时，两束水射流形成的旋转力矩带动两喷嘴在垂直面内旋转。三维旋转喷头与伸缩杆的复合运动，高压水射流可以覆盖反应釜内的所有位置，不留下死角。

图3 釜罐三维清洗示意图及实际效果图

2、换热器管束（小直径管道）清洗

换热器在化工企业中的应用非常广泛。但是由于换热器管束的结垢非常普遍，结垢后的管束通道截面变小甚至堵塞，造成换热器换热效果降低，影响了生产的正常进行和安全。换热器管束清洗是HS高压水射流系统用于化工企业中较常见的清洗应用之一。主要是利用软管枪或硬杆枪，伸入管束内，利用高压水射流将管束中的坚硬垢污破碎清除。

图4 某化工企业利用HS高压水射流系统清洗换热器管束图

3、危险区的冷切割

化工企业中很多区域都易燃易爆，由于采用传统的火花和刀具切割都存在安全隐患，所以采用新型的磨料水射流冷切割是较高效、安全、经济的方法。磨料水射流是把高压水射流的力量和磨料媒介结合在一起，这种方法可以切割混凝土、化工反应罐、大型油罐以及复合材料等坚硬的材质。

图五：某制药企业用HS高压水射流系统切割易爆区罐体。

4、大直径管道清焦

很多炼化企业的焦化炉、减压炉、加氢炉的管道都遇到结焦问题，需要采用大压力大流量的高压水射流设备才能够快速清除。HS高压水射流系统在这方面也具有丰富的经验。

图六：某炼化企业用HS高压水射流系统进行大管道清洗。

高压清洗机在清洗油管中的应用 油田的准备大队是油田采油厂生产的一个重要部门，它是专门为作业、修井服务。核心任务是油井油管的清洗、检验、修复，以及新管准备，其中油管的清洗是所有其他工序工作的**序由于油管再投入使用前要进行试压、探伤、调直和修复，所以对油井油管来说需要先清蜡，再清垢，特别是对热采油井管的注水井管来说，只需要清垢。油管内的蜡质层一般从1mm直到全部蜡堵，油管内垢一般从很薄到厚达5mm，油管外径ф74，内径ф61，油管接头外径ф90，内经G21/2，长度从10米到8米。清蜡要求将管内外壁蜡全部清洗干净，清垢要求直达管内壁并且可以通规。单线清洗效率要求日清洗油管250根，时间8小时。要求清洗过程可全自动和半自动切换，并且出管能传输到其他生产线入口。 2. 清洗原理： 水物理清洗由压力、流量、时间、温度、化学剂、喷射方式和磨料喷射等七大要素组成，各项要素功能如下： 1) 压力：破坏和清除污垢的强度，代表打击强度和能力，污垢越坚硬压力要求越大，油田采油管和水井管内壁污垢一般要求700bar~1400 bar，通过我们的试验，取较高压力1400 bar,运行压力1350 bar可满足几乎所有结垢管清垢清蜡所要求的破坏力要求。 2) 流量：冲刷能力和打击频率要素，流量越大清洗效率越高，通过我们实验和实践，在压力1350bar条件下，44L/min流量可以保证8喷嘴布置同时工作，加大旋转清洗面。时间：时间越长，清洗频率越高，清洗效率也就越好。要求2分钟一根，相当于上下管各4秒，进60秒退20~40秒其它16秒10米长管，约进0.18米每秒，8嘴**高压射流旋转清洗，要求转速大于或等于420rpm可调。 3) 温度：温度可以熔化和疏散油脂类污垢的结构，使其松散具有流体特征便于清除。一般1350bar水射流喷射产生约30~40oC喷射摩擦热，冷洗除垢清蜡同时进行没有问题。但在环境温度0~15°C条件下，冷洗除蜡清垢非常困难，如果-50~0oC环境下，使用冷水更加不可能。一般有在15oC以下工作时，需将水温加热保持到15~20°C，但清蜡温度要求**30°C以上。 4)喷射方式：由喷射距离、喷射角、喷嘴数量，综合而成为清洗能力和效率较大化的决定要素，本方案采用jingcheng(精诚)*有的金刚石喷嘴，斜向前45o 8个水嘴。 3. 清洗线工艺流程和系统组成：水清洗系统流程：水系统由进水增压过滤系统；高压柱塞泵系统；清洗执行系统 ；水沉降分离净化处理系统。 4.油田油管**高压水自动清洗系统技术特点： 1).管子旋转、喷头进退、内外同时清洗；2分钟一根，240根/天，每天8小时，年清洗5万根/线 2).压力**清垢见本色临界压力1200bar，工作在1350bar 3).系统为冷清洗，使进入喷头喷射高压水喷射摩擦增温具有30°C—40°C，压力可进行阀控调节 4).喷头进退速度可进行无级调速 5).不需要碱加入，清落原油在沉淀池内可回收。水处理采用两池一箱的沉淀，水箱采用长8米，宽3米，高3米，以备用2天用水. 6).用背靠背双联设计，使两条线合一，占地小，土建执行机构共用. 7).**高压冷清洗，除蜡除垢同时进行，实现蜡垢清洗二线合一. 成都海申！?