高压水射流清洗技术

近年来， 高压水射流清洗技术发展很快，在石油、化工、电力、冶金等工业部门中得到广泛的应用。它可以用于清洗容器，如高压釜、反应器、冷却塔、贮罐、槽车等；也可用于清洗各种设备、管道、煤气管线及换热器；还可用于清洗船舶上积附的海洋社会那怪物和水垢、铁垢、各种涂层、混凝土、树脂层、颜料、橡胶、石膏、塑料等，其清洗果颇佳。高压水射流不影响环境，率高，容易满足清洗要求。
1、高压水射流清洗原理及点
高压水射流清洗原理是用高压泵打出高压水，并使其经管子到达喷嘴再把高压低流速的水转换为低压高流速的射流；然后射流以其很高的冲击动能，连续不断地作用在被清洗表面，从而使垢物脱落，达到清洗目的。
高压水射流清洗与传统的水射流冲洗、机械方式清洗、化学清洗相比，具有以下优点：
1）若选择适当的压力等，高压水射流清洗不会损伤被清洗设备的基体；
2）高压水射流清洗是用普通自来水于高速度下的冲刷清洗，所以它不污染环境，不腐蚀设备，不会造成任何机械损伤，清洗率高，节省能源，还可除去用化学清洗难溶或不能溶的殊垢；
3）洗后的设备和零件，不能进行洁净处理；
4）能在环境恶劣的场合进行清洗；
5）易于实现机械化、自动化、便于数字程控；

6）节省能源，清洗率高，成本低。

2、高压水射流清洗装置结构
高压水射流清洗装置称为高压水射流清洗剂，主要由高压柱塞泵、动力部分、喷嘴、高压软管及工作附件等组成。
3、高压水射流清洗过程中几个主要参数的确定
1）工作压力确定 高压水射流清洗的工作压力应根据垢性质合理选择。
高压水射流清洗压力等：
高压水射流清洗常用的压力位 2~35Mpa，水流量 20~100L/min，在这样的范围之内，所耗费功率为 3~15KW；大多数的清洗作业都可使用 70Mpa 以内的水射流来完成；只有少数结渣作业要用到 270Mpa。剥层材料与压力对照如下：

剥层材料与压力对照

高压水射流清洗工程清洗设备压力、流量联系

2）实际流量确定 喷射时的实际流量般取决于原始的额定流量：U=√2P/ρ.式中，U 为流量，m/s；P 为工作压力，Mpa;ρ 为液流密度，kg/m³。
3）载荷面所受打击力的确定 连续射流垂直打击平坦表面时，载荷面所受的打击力 F 的经验计算公式如下：F=2.655x10 -4 Ap 1.5.式中，为载荷面所受打击力，N；A 为喷嘴的截面积，m²；ρ 为工作压力，Mpa。
4) 喷嘴距离的确定 喷嘴距离是指喷嘴到清洗表面的距离，它的大小对清洗质量有很大的影响。喷射距离增大时，射流到被清洗表面的扩散程度增大，于是也就增大了射流功率的损失；喷射距离减少时，单位时间内除垢面积也会减小。因此，喷射距离过大或过小，都会降低清洗率。实验证明，对般机体表面油脂类的清洗，喷射距离在（150~300）D 范围内较好，其中 D 为喷嘴的出口直径。
5) 入射角的确定 根据经验数据，清洗油脂表面时，入射角 17°为宜。
4、高压水射流清洗应用实例
高压水射流清洗技术广泛用于各部门清洗各种化工容器、换热器、冷凝器、管道、管束、清焦、除垢、除锈、水力、清洗等清洗工作。外石化企业换热设备的清洗，80%采用高压水射流清洗，10%~20%采用化学清洗。高压水射流清洗与蒸汽冲洗质量相当，但率提高 10%~40%，实现了无燃无毒无环境无燃的安文明作业。
储罐是石油化工装置中数量多、规格型式多，存储介质种类多的工艺设备，如合成橡胶胶液储罐，需要定期清洗。过去用人工小铲清除，天除几平方米。选用高压水射流清洗，压力为 50Mpa 流量为 100L/min 的高压水发生装置，2~3 把单嘴喷枪，经 10h 即可清洗台胶液罐，提高率十几倍。
当列管换热器完被堵塞时，化学清洗无法进行。人工机械方法用钢钎清理率低，还会损伤管件。采用高压水射流清洗技术，选用 70~100Mpa 压力，水流量 84L/min，十多小时清洗干净。
1）电厂输灰管内壁清洗实例 电厂是火力发电厂，主要燃料为煤粉。为将粉煤灰渣集中输送到长江岸边的灰场，装置有泵站，并设有三条长为 2500m 的湿灰输送管交替使用。靠水压输送湿灰，在生产过程中因工艺物料和水系统在内壁形成结构，厚度在 20~60mm，湿灰灰色，层状结构、坚硬、致密、形似瓦筒，影响正常运行。过去曾在日本家指导下，采用整个管系统加压酸清洗、浸泡、排气、循环化学清洗。因空气、管线走向复杂，过桥、过路又拐弯，管路忽高忽低致使酸洗液很难充满整个管腔，酸洗不彻底。现采用高压水射流清洗，压力 100Mpa，流量 64L/min，功率 139kW。每 30m 段，分段清洗果良好。
2）换热器清洗实例 陕西凯利清洗有限公司实例：某厂十余台列管式碳钢换热器被水垢、泥沙堵死，采用高压水射流技术进行清洗。清洗面积近5000m²，清洗压力位 60~80Mpa，每台清洗时间 70~100h。清洗果表面露出金属光泽，无损伤。北京某化工厂裂解车间的12 台换热器、聚苯乙烯车间的 8 台换热器、苯乙烯车间的 1 台换热器均采用高压水射流技术清洗，清洗面积共 7772m²。清洗工作压力 65~70Mpa，清洗时间 150h。清洗果：设备露出金属光泽。
3） 某电厂 3#炉炉膛水冷壁油灰焦垢，厚 0~3mm 不等，采用高压水射流清洗。清洗面积 1200m²。清洗工作压力 45~50Mpa，清洗时间 50h。清洗果：除垢率为 95%。
4） 某厂的直径 12.5m 容积 100m³的丁二烯球形贮罐，内壁所结过氧化物垢厚 1~3mm不等，采用三维旋转喷头进行高压水射流清洗，清洗工作压力 40Mpa，清洗时间 10h，除垢率大于 90%。
5） 某地有段 Φ700 长为 1000m 煤气管线，内壁结有重油、煤焦油等垢，并有部分管道堵塞，采用高压水射流清洗。清洗工作压力 50~60Mpa，清洗时间 160h，除垢率 90%以上。
6） 某钢铁厂自备热电厂有台 6000W 机组，由于冷凝管结垢，影响了蒸汽冷凝果，使系统内真空度下降，机组不能满负荷工作，每小时只能发电 4200 度；若按每度电 0.2 元计算，每天损失 8000 多元。该厂原来采用钢钎子、钻头等清除污垢，不仅劳动强度大、率低，还容易损伤钢管，使冷凝器报废，其清除垢果不太理想；为其提供高压水射流清洗技术进行清洗，平均每 30s 清洗根管子，2000 多根管子不到 20 小时就清洗完毕，清洗垢皮上百公斤，清洗后的冷凝器工作正常，蒸汽冷凝温度符合要求，机组满负荷发电。
7）锅炉的清洗实例 ：某化工厂自备热电厂的 2 台 130t 旋风式蒸汽锅炉灰堵塞严重，采用投钢砂的办法清理空气预热烟管，结果投用的钢砂不仅没能有地控制住灰赌，而且形成了新的堵塞物，使换热率大幅度下降，严重地影响了锅炉的正常燃烧，降低了蒸汽产量，形成了锅炉的“症”。后为其改用水射流清洗，32h 便清洗完毕，正常生产后测试换热能力和产汽量，均达到了额定值。
8）储罐的清洗实例 某化石公司炼油厂从美引进的清净剂工程，建造 320 多座不同种类的大型储罐，为了保证产品质量必须进行清洗以除去铁锈、油质、灰尘等杂志。采用水射流清洗与化学清洗结合的方法进行清洗，其清洗工艺程序为：高压水射流清洗→磷酸酸化处理→高压水射流清洗→磷酸酸化处理→高压水射流清洗→涂中性油保护。其中磷酸酸化处理的目的是除锈，配方如下：85%H3PO4 30kg 氧化锌 1~1.5kg净水 100kg 三氧化铬 0.5kg
清洗后，经干燥再涂层中性油的目的是为了加强保护，防止生锈。清洗后，各罐表面无灰尘、铁锈和杂质，保证了产品质量。
9）铁路化工罐清洗实例 铁路化工罐车是石油、化工等行业运输石油化产品及原料的重要工具。石油化工产品的纯度要求高，而且很多产品又易燃易爆、毒性大。因此，铁路化工罐车在进行产品换装或检修之前必须对其内壁彻底清洗，以确保所装运的石油化工产品的质量及检修安。