設(shè)計背景河南神火集團新莊煤礦設(shè)有2處空壓機房,共有11臺螺桿式空氣壓縮機,全部為水冷式空壓機。空壓機冷卻器在工作時經(jīng)常在81~100℃之間運行,空壓機循環(huán)冷卻水為礦井水處理廠供水,因水質(zhì)差、堿性大,水中的鈣、鎂等碳酸鹽類物質(zhì)受高溫的影響,會在冷卻器列管內(nèi)部的管壁形成水垢,積垢多時會導致冷卻器內(nèi)部水流量減小而減弱其散熱功效,當結(jié)垢嚴重時會導致空壓機潤滑油溫度升高,一旦溫度高于設(shè)定值,空壓機會自動報警,從而提醒人員停機檢修。
1、臺空壓機上的冷卻器每年需外委修理2~3次。為解決空壓機冷卻器外委清理的難題,減少生產(chǎn)成本,筆者研究了一套簡易高效清洗冷卻器的工藝。
2、空壓機冷卻器清洗工藝清理空壓機冷卻器工藝分2個工作流程,人工疏通清理以及藥物化學反應(yīng)循環(huán)沖刷清理。
2.1疏通清理清除空壓機冷卻器列管內(nèi)水垢時,將冷卻器置于清洗架上,打開冷卻器兩側(cè)端蓋,如列管內(nèi)結(jié)垢嚴重甚至個別管路堵塞,則先采用手電鉆(轉(zhuǎn)速為0~3000r/min)配合相應(yīng)尺寸的硬質(zhì)合金麻花鉆頭(鉆頭長度分別為500,800,1000mm)分別從兩端進行疏通。由于手電鉆為無級變速,在清洗過程中可以根據(jù)結(jié)垢嚴重程度調(diào)整轉(zhuǎn)速,在疏通時可有效保護設(shè)備的完好性。
2.2藥物化學反應(yīng)循環(huán)沖刷清理人工疏通不能有效去除冷卻器內(nèi)部管壁上的水垢時,需使用水垢清洗劑配合耐酸泵進行循環(huán)沖刷清理??紤]到空壓機冷卻器的結(jié)構(gòu)、材質(zhì),生成的水垢主要為CaCO3和MgCO3,采用酸洗(專用水垢清洗劑)工藝除去冷卻器中的水垢。
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑MgCO3+2H+=Mg2++H2O+CO2↑在清洗過程中,為不影響材料的物理、機械性能,有效防止材質(zhì)的全面腐蝕和局部腐蝕,在水垢清洗劑中配有一定比例的緩蝕劑;為防止列管材質(zhì)銅的鈍化,選用磷酸三鈉與硫酸亞鐵的復(fù)合鈍化劑(質(zhì)量分數(shù)比為96∶4),清洗過程中在銅質(zhì)表面形成一層保護膜,有效地防止銅質(zhì)鈍化。同時為提高清洗效果,在水垢清洗液中加入一定量的細沙,增大沖刷力和摩擦力,可以使清洗效果更好。藥物化學循環(huán)清理采用獨立循環(huán)系統(tǒng),所用材料:耐酸泵、水垢清洗劑、133mm彈簧管、循環(huán)槽、緩蝕劑、鈍化劑、黃沙等。安裝循環(huán)系統(tǒng)如圖1所示。清洗流程如下:
(1)配制清洗液。在循環(huán)槽內(nèi)注入一定量的清水,按要求將水垢清洗劑加入水內(nèi),使用pH計測量混合后液體,pH值略小于2時即可。
(2)開啟耐酸泵。每隔30min使用pH計測量1次溶液的pH值,當pH值大于2時,要適當向循環(huán)槽內(nèi)加入適量水垢清洗劑進行調(diào)配。
當耐酸泵開啟時在循環(huán)槽內(nèi)加入適量的細沙(加入細沙的目的是增大清洗過程的沖刷力,提高清洗效果)。清洗時,溶液溫度不超過60℃,最佳溫度區(qū)間為30~50℃,若是冬季清洗,可將溶液加熱,以加快清洗速度,提高清洗效果。連續(xù)循環(huán)4~6h,待反應(yīng)氣泡消失時停止清洗,為了防止殘留清洗劑對金屬部件造成腐蝕,清洗后可再用5%的蘇打溶液循環(huán)清洗10min,最后用清水沖洗干凈。
3、清洗效果清洗結(jié)束后,通過觀察,管壁上無積垢且無鍍銅現(xiàn)象,達到新機運行時的冷卻效果。使用自制獨立循環(huán)系統(tǒng)清洗冷卻器之前,冷卻器的清理全部由外委完成,平均每臺冷卻器的清理費用需要3000元;以目前的耗材計算,自主清理每臺成本600元,大大降低了清理費用,而且清理效果與外委清理的效果不相上下。
4、自主研制的清理冷卻器工藝經(jīng)長期使用驗證,具有清洗效率高、成本低、操作簡便、勞動強度小等優(yōu)點,該清洗工藝已在新莊煤礦取得顯著成效,在同類煤礦中具有較好的推廣性。