高压水清洗设备应用领域介绍及市场前景分析

高压水清洗设备应用领域介绍及市场前景分析

陈珍

天津炼达集团有限公司，天津 300280

摘要：高压水射流技术具有诸多优点及广泛的应用领域，相比于传统的清洗方法可以产生良好的经济效益和社会效益。我国清洗市场巨大但高压水射流清洗所占比重较小，因此高压水射流清洗设备具有广阔的市场前景。阐述了清洗设备的结构设计和元器件的选型。经实际应用，设备具有清洗成本低、速度快、清洁率高等优点，在清洗速度提高的情况下，清洗效果好。

关键词：高压水；清洗；应用

高压水射流清洗设备在一些发达国家已占到市场份额的80%以上，我国的水射流清洗设备比重在大中型城市及企业虽不到20%， 但以每年10%左右的速度增长，预计经过6～7年的时间，中国的高压水射流清洗设备将占绝对优势。因而为了保证生产效率和生产的安全进行，人们定期对设备进行清洗，以保证清洗效果和清洗经济性显得尤为重要。

一、高压水清洗的优点

1、速度快，效率高。通过高压水射流的剪切冲刷等一系列的破碎作用，换热面上的硬污垢被瞬间击碎并被水流携带走，比传统的其他清洗方法速度快几倍至几十倍。

2、费用低，耗水少。高压水射流清洗一般都采用自来水作为清洗介质，由于高压水射流拥有较大的动能，完全有能力把换热器清洗干净，所以不需要添加任何的辅助磨料和清洗药品。高压水射流清洗车的清洗喷嘴直径一般小于2mm，属于细射流喷射，耗水少。

3、不腐蚀设备，不污染环境。高压水射流清洗以自来水作为清洗介质，利用水的物性对换热器污垢进行切削、击碎，整个过程完全是一种物理现象，对换热器材料不会发生化学腐蚀性的伤害。

4、应用的范围比较广。高压水射流清洗喷头小巧灵活，可以做二维和三维的自动旋转，清洗具有遍历性，对设备和污垢没有特殊的要求，对形状和结构复杂的部位亦可清洗，应用比较广泛，安全性高。可以在易燃、易爆的环境中使用。

5、清洗质量比较好。高压水的射流压力小于金属的抗压强度，能轻易破坏坚硬的污垢层而不会损伤换热器材料，清洗后能看到材料的金属本色。高压水射流清洗适用于完全堵塞的管子，对于一些人力无法清洗和存在危险的工程清洗具有较好的清洗效果并且易于实现机械化和自动化。高压水清洗的主要缺点: 在清洗过程中，高压水产生的强大冲击力使被清洗设备发生振动，产生较大的噪声污染; 同时对粘度较大的污垢清洗效果也不是十分理想。

二、高压水清洗设备系统的设计

高压水射流清洗系统主要包含机床主体、高压泵组、水处理单元、控制单元部分。机床主体带动清洗头进行定位清洗，高压泵组为清洗中心提供安全、稳定的高压水，水处理单元为高压泵组提供干净的水源，控制单元为整个清洗中心提供动力和控制驱动。

1、机床主体。机床结构应保证有足够的刚度， 机床清洗腔采用全密封式，有安全性好的防护门，机床整体采用全密封防护，内部有高亮度的照明灯，机床清洗腔有观察窗口和收集气雾装置，方便观察清洗过程。工作台尺寸为600 mm×600 mm，X 轴最大行程≤550 mm，Y 轴最大行程≤550 mm，Z 轴最大行程≤200mm，工作台最大承重350 kg。

2、高压泵组。高压泵组整机带有高压抗震压力表、安全阀、溢流阀、水箱缺水和饱和保护系统， 输出最高压力为53MPa，清洗设定压力为50 MPa，流量≥15 L/min，配有高精度并联水过滤器, 高压水装置设置安全的外防护装置。

3、水处理单元。设置回水、出水等多级过滤装置，最终过滤等级为5μm，水处理单元中过滤装置采用一用一备，过滤精度由低到高。水箱备有油水分离系统，并设置加温及温度传感器，对水温进行控制，还配有液位显示装置，有方便的进水、排水口，方便清理水箱。

4、控制检测单元。控制检测单元采用国内先进的广数控制系统具备的功能有：人机对话功能和错误记忆及诊断功能，工作稳定，操作和维护方便；带有紧急停车装置，能存储多个清洗程序，每个程序可自由编程；有故障信息显示及故障排除建议功能，可在线观察系统运行情况。水处理单元中除配置了液位和温度控制系统外，还配置了过滤器堵塞报警装置，使系统在正常运行时，既能实时监控水流运行情况，又能及时将信号传输给操作系统，实现智能化控制。高压泵组中选取国外进口的安全阀和调压阀，在压力调好之后，无需再进行重复变更。同时，配置了压力检测装置，在压力减小或增大时，能够及时报警，并通过控制系统实现智能化控制。

三、高压水清洗设备应用

1、高压水清洗。用来清洗换热器的高压水清洗机一般选用大型清洗机，射流压力为50～140MPa，流量在50～60L /min 之间。射流的具体压力和流量以实际的清洗对象和污垢类型为选用原则。高压水清洗不受换热器结构的影响，而且可以清洗形状复杂的表面，因此，从结构上讲高压水射流清洗技术适用于清洗所有形式的换热器。从污垢方面看高压水清洗不仅能够把人力无法清除的硬垢和软垢全部除去，而且能够使清洗后的管板管口十分清晰，甚至达到了重现金属光泽的程度。但是对于粘度较大的污垢，高压水清洗效果不是很理想。

2、机械清洗。机械清洗技术的方法可分为两类:一类是强力清洗法，如喷砂清洗、强力清洗管等。这类方法主要用于硬污垢和严重堵塞的换热器清洗; 另一类就是软机械清洗，如刮刀或钢丝刷除垢以及海绵胶球清洗。这种方法主要用于硬度比较小或粘度比较大的换热器污垢的清洗。机械清洗可以除去软垢、硬垢，甚至可处理严重堵塞的管路。机械冲蚀的除垢方法对化学法不易除去的碳化物污垢或硬质垢的清除是有效的，但清洗换热器时需要把设备解体，因此机械清洗的方法适用于清洗浮头换热器或U 形管换热器的管间部分。对于堵塞不算严重的管道，可以采用在线机械清洗的方法，利用与水密度比较相近的橡胶球或其他物体，依靠它们在换热器管中均匀运动，压靠管壁，擦除换热器中的污垢。这种方法适用于颗粒污垢、生物黏泥污垢等硬度比较小的污垢。

3、化学清洗。化学清洗主要通过化学反应以及相似相容原理来达到换热器清洗的目的。包括酸洗、有机螯合剂溶剂清洗及大环聚醚化合物溶液清洗等。化学清洗易清除射孔和产层结垢，且停工时间比较短。化学清洗的选用可以归结为以下几点: 首先，根据换热器的结构类型和工作环境选择化学清洗方式; 其次，根据换热器材料，选用清洗主剂、缓蚀剂; 最后，根据污垢的类型确定化学清洗剂配方。化学清洗剂配方的选用方法如下:对污垢类型比较单一的酸溶性无机盐类污垢，可以采用无机酸进行溶解。对于换热器污垢中包含水垢、砂砾和凝固油垢的混合类污垢，化学除垢剂中需分别加入溶垢剂和渗透剂。溶垢剂的作用主要用来溶解水垢; 渗透剂用来溶油。溶垢剂和渗透剂对换热器混合污垢进行层层剥蚀，直到全部溶解。砂砾分散到清洗溶液中被携带走。在除垢剂中加入缓蚀剂可以对金属管材起到腐蚀防护的作用。对由弱酸根离子形成的弱酸弱碱盐类污垢采用酸洗的方法效果比较好。对由强酸根离子形成的强酸弱碱盐类污垢采用酸洗的方法已经不能满足工业的需要，解决这类问题的方法有两种，一种是把污垢转化为可以被螯合剂除去的化合物;另一种方法就是把污垢转化为易溶于酸或水的物质。

高压水射流技术具有诸多优点及广泛的应用领域，相比于传统的清洗方法可以产生良好的经济效益和社会效益。我国清洗市场巨大但高压水射流清洗所占比重较小，因此国内应加大研发力度以缩小与国外同行差距，以扩大市场份额。

参考文献：

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［2］张文革，朱洪彬，于萧航．化学全清洗技术在常减压装置的应用［J］．知识经济，2017，(21):98．

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