清潔HXD燃燒爐換熱器的新方法

黃海松

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州卷煙廠制絲車間，廣西柳州 545005）

0 引言

SH962型燃油（氣）管道式烘絲機(jī)是卷煙廠制絲生產(chǎn)線中用于葉絲膨脹的設(shè)備。該設(shè)備是利用氣流干燥原理來加工葉絲，以實(shí)現(xiàn)葉絲的在線膨脹，使處理后的葉絲水分達(dá)到13%，溫度達(dá)到90℃，膨脹率逸20%，以滿足卷煙工藝要求。SH962型燃油（氣）管道式烘絲機(jī)由工藝加熱器提供系統(tǒng)熱源，工藝加熱器由水平燃燒室、燃燒器、換熱器和煙氣循環(huán)管道組成。換熱器一旦出現(xiàn)積碳結(jié)垢現(xiàn)象將造成熱交換效率大大降低，工藝氣流溫度無法達(dá)到工藝生產(chǎn)需求，影響煙絲產(chǎn)品質(zhì)量。

1 HXD燃燒爐換熱器工作原理

HXD（High Expansion Drying，高溫膨脹干燥或高溫管道式烘絲機(jī)）燃燒爐換熱器是整體組件安裝在帶有隔熱材料的密封鋼板內(nèi)，換熱器由上部熱交換管組和下部熱交換管組組成，兩者由一塊過渡鋼板聯(lián)接起來，之間相距200 mm左右（圖1）。冷工藝氣由下部熱交換管組進(jìn)入進(jìn)行一次熱交換再進(jìn)入上部熱交換管組進(jìn)行二次熱交換后變成熱工藝氣進(jìn)入工藝氣風(fēng)管對(duì)煙絲進(jìn)行干燥、膨脹。

圖1HXD燃燒爐

2 問題

2.1 原因分析及核查

（1）燃燒爐燃油燃燒不夠充分。通過測(cè)試三聯(lián)閥混合氣開度比例、檢查爐膛結(jié)黑炭以及燃燒后廢氣情況，均未發(fā)現(xiàn)異常，如圖2和圖3所示。

（2）燃油純凈度達(dá)不到要求，含雜質(zhì)過多。根據(jù)油庫(kù)的制度流程，每一次購(gòu)回的燃油（柴油）均要抽樣送檢，從每次檢驗(yàn)單的結(jié)果看油質(zhì)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。出現(xiàn)問題后再次從油庫(kù)取樣送驗(yàn)，均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，因此判定燃油品質(zhì)不是影響原因。

（3）換熱器清潔不夠徹底，造成積碳日積月累增多。換熱器熱交換管組由上、下2個(gè)管組構(gòu)成，每個(gè)換熱器的管組共有20排相互疊加，每排有45根熱交換管，2個(gè)換熱器管組共有40排熱交換管。而經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，上管組下部及下管組上部的管組中大部分存在積炭嚴(yán)重的情況，修理工按設(shè)備廠家提供的方法用壓縮空氣對(duì)換熱器管組外部積碳吹掃清除：采用大流量的壓縮空氣從上部換熱器管組向下吹掃后，再進(jìn)入燃燒爐內(nèi)部同樣采有大流量壓縮空氣向上吹掃下部換熱器管組。經(jīng)過幾次反復(fù)清吹后，再次檢查發(fā)現(xiàn)，這樣的清潔方法只能對(duì)換熱器的周邊管組清潔到位，內(nèi)部熱交換管附著的積炭未能有效清除。

圖2 燃燒廢氣排放

圖3 燃燒爐內(nèi)部結(jié)黑炭

2.2 分析結(jié)論

該HXD自投產(chǎn)使用已有多年，制絲車間每年安排一次對(duì)換熱器的清潔，但由于原清潔方法無法保證換熱器管組深部積炭結(jié)垢得到徹底有效的清除，造成積炭日積月累日趨嚴(yán)重，導(dǎo)致?lián)Q熱器熱交換效率不斷下降。

3 改進(jìn)方案

通過排查確認(rèn)熱換交器管組深部積垢是影響熱交換效率下降的因素，如何清除熱換交器管組深部積垢，需要進(jìn)行分析討論，找出更為經(jīng)濟(jì)、有效的方案。

（1）方案1。將燃燒爐換熱器換熱管進(jìn)行拆解清潔。拆除燃燒爐上部的密封鋼（墻）板和保溫材料把整組換熱器吊出后，對(duì)換熱器熱交換管進(jìn)行拆分，對(duì)熱交換管逐一采用清水沖刷。可行性分析：該方案需對(duì)燃燒爐部分密封鋼（墻板）和保溫材料進(jìn)行拆除，由于原結(jié)構(gòu)為整體式的，需要破壞原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割作業(yè)才能實(shí)現(xiàn)，且在恢復(fù)安裝后，無法保證設(shè)備原設(shè)計(jì)的使用強(qiáng)度，這對(duì)設(shè)備安全帶來不良影響。此外，受設(shè)備安裝區(qū)域的影響，對(duì)換熱器的吊裝作業(yè)也存在較大的難度與危險(xiǎn)性。

（2）方案2。在換熱器本地采用清洗劑和水對(duì)換熱器進(jìn)行清潔。這主要是利用液體的流動(dòng)性，從換熱器上部對(duì)換熱器施加清洗劑和水，滲透進(jìn)入換熱器管組的深部，與積炭溶合后流出，這樣便能達(dá)到清洗換熱器管組深部的目的，但是用清洗劑和水對(duì)換熱器進(jìn)行清潔存在最大的困難是：由于燃燒爐爐膛內(nèi)壁裝附有一層保溫耐火材料，而經(jīng)過試驗(yàn)證明保溫耐火材料在受液體浸濕后會(huì)產(chǎn)生很大的形變，需要采取有效措施來保護(hù)保溫耐火材料不受浸濕，否則會(huì)造成整個(gè)爐膛的保溫耐火材料崩塌、脫落。

可行性分析：采用清潔劑和水對(duì)熱換器進(jìn)清潔，可達(dá)到效果。關(guān)鍵是如何保護(hù)爐膛的保溫耐火材料不受液體的浸濕。通過討論總結(jié)，采用2層耐腐蝕、耐油性的聚乙烯薄膜塑料進(jìn)行阻擋，達(dá)到將保溫耐火材料與液體的隔離的目的。但為了保持薄膜塑料和保溫耐火材料在受液體沖刷時(shí)的強(qiáng)度，需在爐膛內(nèi)部搭建支撐木架來增強(qiáng)薄膜塑料和保溫耐火材料的強(qiáng)度，且為了讓沖刷下來液體在爐膛內(nèi)自然向人孔流出方便收集，在爐膛內(nèi)部地面墊高低不同的使?fàn)t膛地面水平傾斜一定的角度。該方案實(shí)施難度不大，且對(duì)設(shè)備原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)基本無改動(dòng)和破壞，具備可行性。

綜合以上2個(gè)方案優(yōu)劣，采用方案2對(duì)換熱器進(jìn)行深度清潔。

零售網(wǎng)絡(luò)能力成為效益最大化的短板，煉化板塊希望增加加工量增效，但增量將導(dǎo)致銷售板塊巨額虧損；銷售板塊希望增加外采量增效，但相應(yīng)的煉化板塊則要減少加工量減少效益。這種沖突無法確保集團(tuán)公司效益最大化的實(shí)現(xiàn)。目前現(xiàn)狀下，盡快實(shí)施市場(chǎng)化改革，引導(dǎo)煉油、銷售兩個(gè)板塊以效益最大化為目標(biāo)組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)十分必要。

4 實(shí)施過程

（1）拆修工具、清洗材料的準(zhǔn)備。

（2）做好維修人員和設(shè)備安全的防護(hù)措施，采取冷卻措施使?fàn)t膛和換熱器的溫度降到自然環(huán)境溫度。

（3）拆除進(jìn)入燃燒爐內(nèi)部的人孔密封蓋板。

（4）拆除進(jìn)入上部換熱器管組腔室的人孔密封蓋板。

（5）在爐膛內(nèi)用聚乙烯薄膜塑料等材料對(duì)內(nèi)壁上保溫耐火材料實(shí)施隔離和增加強(qiáng)度。

（6）在所有準(zhǔn)備工作全部完畢后，先用清潔劑從上部換熱器管倒入，由于液體的流動(dòng)性讓自然滲透入上、下部換熱器管組內(nèi)部。清潔劑與炭灰溶合后滴落到爐膛內(nèi)地面，從人孔流出。在人孔口裝有液體回收裝置，對(duì)液體進(jìn)行回收。根據(jù)燃燒爐使用柴油的情況，選用DC-919積炭重垢浸除劑和QW-160油污清洗劑來按配比混合清洗。

（7）反復(fù)清潔幾次后觀察流出清洗劑純凈度，在確認(rèn)換熱器管組的積炭已去除較為干凈后，用水再反復(fù)清潔幾次直至完全清潔干凈。

（8）清掃現(xiàn)場(chǎng)及拆修收尾工作。

（9）空運(yùn)行循環(huán)風(fēng)機(jī)讓氣流帶走殘留在換熱器管組的液體。

（10）試機(jī)運(yùn)行。

5 實(shí)施效果

由表1可見，按照方案2的新方法對(duì)SH962型燃油（氣）管道式烘絲機(jī)的換熱器進(jìn)行清潔后，減少了預(yù)熱時(shí)間，降低了燃油的耗油量，提高了工藝氣體溫度調(diào)節(jié)的效率，使系統(tǒng)能快速達(dá)到設(shè)定的工藝參數(shù)要求。

表1 HXD燃燒爐換熱器清潔前后測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比