高壓水射流清洗技術在工業鍋爐清洗應用的可行性分析

據有關資料統計，我國有40余萬家工廠使用的中、小型鍋爐都不同程度地存在結垢和堵塞問題，導致鍋爐的工作效率明顯下降。據能源部出版的節能手冊測算，若我國電廠使用的鍋爐熱效率降低1%就等于2至3個電廠只燒煤不發電，約等于損失原煤幾百萬噸，折合發電量為幾十億kWh，經濟損失高達幾億元。因此，鍋爐的清洗是一項非常重要的工作。

高壓水射流清洗技術是目前世界上新興的高新節能技術，目前主要用于軍事領域的彈藥清除、大型風機葉片結垢物的清除，高壓水射流清洗技術的應用改變了長期以來只能用化學清洗帶來的危害，解決了油田采油廠輸油管、輸水管的清洗問題，僅此一項就為采油廠節省資金近千萬元。然而，對于鍋爐的清洗不同于換熱器、管路及容器等，因為鍋爐具有型號多、構造不同、結構復雜、結垢堅硬等復雜條件，并且鍋爐又屬于壓力容器，在安全上有嚴格要求，因此對鍋爐的清洗不能造成任何損壞，否則就會造成事故，因此清洗鍋爐有其特殊性。雖然鍋爐的型號不同，構造各有差異，但幾個主要清洗部件大致相同，例如水冷壁管、煙灰管、鍋筒、集箱等，根據這幾部分構造形狀可視為彎曲的管子、狹窄的管間、容器及大直徑管子。因此，只要采用相應的清洗機構和不同功能的噴嘴，就可有效地進行清洗。

為了測試高壓水射流清洗技術在工業鍋爐清洗應用中的實際清洗效果，我們對某礦務局蒸發量4t/h的鍋爐水冷壁管進行了清洗實驗，具體參數如下：

1、高壓清洗機參數
 
經過測試，我們選用了型號DP 750/50EM電動高壓清洗機，該型號最高工作壓力為75MPa、流量為50L/min，功率75Kw。

2、清洗試件

試件為某礦務局型號KZL4-127的鍋爐水冷壁管。

(1)試件規格

直徑：D＝2m
長度：L＝2m
垢厚：h＝10mm(平均厚度)
水硬度：20毫克當量/升
結垢成分：硅酸鹽

(2)噴射機構選擇

采用柔性噴槍自進清洗機構，如下圖：
 
(3)噴嘴選擇
 
我們選用了四種不同分布的噴嘴進行了清洗試驗，第一種為前三孔橫噴，后三孔后噴式；第二種為前三孔前噴，后三孔后噴式；第三種為六孔后噴式；第四種為六孔橫噴式。

試驗結果表明，后兩種噴嘴不如前兩種噴嘴效果好，而效果最理想的是第一種。這種結構形式的噴嘴清洗速度快，并且內表面沒有明顯的殘留結垢物，因此推薦選用這種噴嘴清洗鍋爐水冷壁管。