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满度工程空压机冷却器清洗工艺的研究与应用
发布日期:2019/11/5 15:57:52
受矿井水质影响,空压机冷却器长时间高温运行易使水中的钙、镁等重碳酸盐类物质在管壁上结垢,冷却效果下降,结垢严重时出现排气温度过高而报警停运,给检修带来不便。为保障空压机连续安全稳定运行,研究出一种高效清洗冷却器的工艺,该清洗工艺效率高、成本低、操作简便。

设计背景河南神火集团新庄煤矿设有2处空压机房,共有11台螺杆式空气压缩机,全部为水冷式空压机。空压机冷却器在工作时经常在81~100℃之间运行,空压机循环冷却水为矿井水处理厂供水,因水质差、碱性大,水中的钙、镁等碳酸盐类物质受高温的影响,会在冷却器列管内部的管壁形成水垢,积垢多时会导致冷却器内部水流量减小而减弱其散热功效,当结垢严重时会导致空压机润滑油温度升高,一旦温度高于设定值,空压机会自动报警,从而提醒人员停机检修。

1、台空压机上的冷却器每年需外委修理2~3次。为解决空压机冷却器外委清理的难题,减少生产成本,笔者研究了一套简易高效清洗冷却器的工艺。

2、空压机冷却器清洗工艺清理空压机冷却器工艺分2个工作流程,人工疏通清理以及药物化学反应循环冲刷清理。

2.1疏通清理清除空压机冷却器列管内水垢时,将冷却器置于清洗架上,打开冷却器两侧端盖,如列管内结垢严重甚至个别管路堵塞,则先采用手电钻(转速为0~3000r/min)配合相应尺寸的硬质合金麻花钻头(钻头长度分别为500,800,1000mm)分别从两端进行疏通。由于手电钻为无级变速,在清洗过程中可以根据结垢严重程度调整转速,在疏通时可有效保护设备的完好性。

2.2药物化学反应循环冲刷清理人工疏通不能有效去除冷却器内部管壁上的水垢时,需使用水垢清洗剂配合耐酸泵进行循环冲刷清理。考虑到空压机冷却器的结构、材质,生成的水垢主要为CaCO3和MgCO3,采用酸洗(专用水垢清洗剂)工艺除去冷却器中的水垢。

CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑在清洗过程中,为不影响材料的物理、机械性能,有效防止材质的全面腐蚀和局部腐蚀,在水垢清洗剂中配有一定比例的缓蚀剂;为防止列管材质铜的钝化,选用磷酸三钠与硫酸亚铁的复合钝化剂(质量分数比为96∶4),清洗过程中在铜质表面形成一层保护膜,有效地防止铜质钝化。同时为提高清洗效果,在水垢清洗液中加入一定量的细沙,增大冲刷力和摩擦力,可以使清洗效果更好。药物化学循环清理采用独立循环系统,所用材料:耐酸泵、水垢清洗剂、133mm弹簧管、循环槽、缓蚀剂、钝化剂、黄沙等。安装循环系统如图1所示。清洗流程如下:

(1)配制清洗液。在循环槽内注入一定量的清水,按要求将水垢清洗剂加入水内,使用pH计测量混合后液体,pH值略小于2时即可。

(2)开启耐酸泵。每隔30min使用pH计测量1次溶液的pH值,当pH值大于2时,要适当向循环槽内加入适量水垢清洗剂进行调配。

当耐酸泵开启时在循环槽内加入适量的细沙(加入细沙的目的是增大清洗过程的冲刷力,提高清洗效果)。清洗时,溶液温度不超过60℃,最佳温度区间为30~50℃,若是冬季清洗,可将溶液加热,以加快清洗速度,提高清洗效果。连续循环4~6h,待反应气泡消失时停止清洗,为了防止残留清洗剂对金属部件造成腐蚀,清洗后可再用5%的苏打溶液循环清洗10min,最后用清水冲洗干净。
3、清洗效果清洗结束后,通过观察,管壁上无积垢且无镀铜现象,达到新机运行时的冷却效果。使用自制独立循环系统清洗冷却器之前,冷却器的清理全部由外委完成,平均每台冷却器的清理费用需要3000元;以目前的耗材计算,自主清理每台成本600元,大大降低了清理费用,而且清理效果与外委清理的效果不相上下。

4、自主研制的清理冷却器工艺经长期使用验证,具有清洗效率高、成本低、操作简便、劳动强度小等优点,该清洗工艺已在新庄煤矿取得显著成效,在同类煤矿中具有较好的推广性。
 
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