蒸发式空冷器的在线清洗预膜

　　通化钢铁公司炼铁厂2 700m3大型高炉外喷淋冷却系统由 12 台蒸发式空冷器构成，主要作用是为冷却高炉炉体的密闭系统内软化水降温。由于外部环境条件较为恶劣( 例如，附近有堆煤场和炼铁厂，空气中含有大量粉尘和煤灰) ，并且由于蒸发式空冷器的特点，造成循环冷却水浓缩快，浓缩倍率高，硬度、碱度高，浊度高等困难。在长期运行过程中，空冷器不锈钢管表面生成了很厚的硬垢，严重影响了空冷器换热效果，增加了能耗，影响了大型高炉的正常生产和安全。为了保证高炉安全、稳定运行，提高冷却效率，决定对其进行不停车清洗。由于化学清洗后设备上仍有少量残垢，后续采用了高压水射流清洗。

　　1 蒸发式空冷器的特点及其参数

　　蒸发式空冷器是一种将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的高效、节能冷却设备。它是将管式换热器置于塔内，通过流通的空气、喷淋水与循环冷却水的热交换达到降温效果的。在实际运行中，空冷器循环冷却水系统有如下特点。

　　( 1) 循环水系统运行不稳定，水质波动大。由于空冷器本身的水系统保有水量小，循环冷却水量相对较大，水的循环率高，浓缩倍率上升快，循环水中的硬度、碱度等致垢离子浓度及腐蚀性离子浓度成倍上升，导致系统的结垢和腐蚀倾向增加。

　　( 2) 循环冷却水在空冷器中的流速低。例如，在水喷淋下来与管式换热器接触时，流速、流量低，容易在管束上发生结垢和沉积。

　　( 3) 热负荷大。例如被冷却介质的温度高，循环水温度高等。

　　由于空冷器循环水系统有以上特点，常常导致空冷管束表面结垢严重，影响换热效果。现场观察，垢厚约 2 ～3mm，结垢严重的地方，管与管之间几乎没有缝隙。

　　通钢 7 号高炉外喷淋系统 12 台蒸发式空冷器主要参数见表 1。

　　2 化学清洗前的工作

　　2. 1 垢样分析及清洗剂的确定

　　一般来说，换热器结垢分为水垢和污垢。水中溶解的各种无机盐类，如重碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁、磷酸钙等，当其阴、阳离子浓度的乘积超过其本身的溶度积时，就会发生沉积。这些沉积物就称为水垢。而污垢则是由细小的泥砂、尘土、胶状氢氧化物、杂物碎屑、水垢沉积物、腐蚀产物、微生物黏泥等组成[1]。

　　现场取垢样分析发现，其氧化钙和酸不溶物的含量很高。说明垢中除了碳酸钙外，由于现场的环境灰尘大( 煤场的煤灰、炼铁炼钢的粉尘等) 和循环水运行时浊度高，造成换热管上的沉积物比较硬，与管壁的结合也比较紧密，单纯用酸清洗时溶解速度比较慢。试用渗透分散剂加酸的方法进行溶垢试验。表 2 是用多种酸对垢样进行溶解试验的结果，用盐酸或者硝酸，垢样大部份能溶解; 而用硫酸和氨基磺酸，不溶物增多，溶解速度慢。综合溶垢试验和缓蚀效果，认为硝酸的溶解性能和对不锈钢、碳钢的缓蚀性能最好。故清洗剂确定采用硝酸加渗透分散剂 CW -0112 为主的配方。