清潔HXD燃燒爐換熱器的新方法

黃海松

（廣西中煙工業有限責任公司柳州卷煙廠制絲車間，廣西柳州 545005）

0 引言

SH962型燃油（氣）管道式烘絲機是卷煙廠制絲生產線中用于葉絲膨脹的設備。該設備是利用氣流干燥原理來加工葉絲，以實現葉絲的在線膨脹，使處理后的葉絲水分達到13%，溫度達到90℃，膨脹率逸20%，以滿足卷煙工藝要求。SH962型燃油（氣）管道式烘絲機由工藝加熱器提供系統熱源，工藝加熱器由水平燃燒室、燃燒器、換熱器和煙氣循環管道組成。換熱器一旦出現積碳結垢現象將造成熱交換效率大大降低，工藝氣流溫度無法達到工藝生產需求，影響煙絲產品質量。

1 HXD燃燒爐換熱器工作原理

HXD（High Expansion Drying，高溫膨脹干燥或高溫管道式烘絲機）燃燒爐換熱器是整體組件安裝在帶有隔熱材料的密封鋼板內，換熱器由上部熱交換管組和下部熱交換管組組成，兩者由一塊過渡鋼板聯接起來，之間相距200 mm左右（圖1）。冷工藝氣由下部熱交換管組進入進行一次熱交換再進入上部熱交換管組進行二次熱交換后變成熱工藝氣進入工藝氣風管對煙絲進行干燥、膨脹。

圖1HXD燃燒爐

2 問題

2.1 原因分析及核查

（1）燃燒爐燃油燃燒不夠充分。通過測試三聯閥混合氣開度比例、檢查爐膛結黑炭以及燃燒后廢氣情況，均未發現異常，如圖2和圖3所示。

（2）燃油純凈度達不到要求，含雜質過多。根據油庫的制度流程，每一次購回的燃油（柴油）均要抽樣送檢，從每次檢驗單的結果看油質均達到標準要求。出現問題后再次從油庫取樣送驗，均達到標準要求，因此判定燃油品質不是影響原因。

（3）換熱器清潔不夠徹底，造成積碳日積月累增多。換熱器熱交換管組由上、下2個管組構成，每個換熱器的管組共有20排相互疊加，每排有45根熱交換管，2個換熱器管組共有40排熱交換管。而經過檢查發現，上管組下部及下管組上部的管組中大部分存在積炭嚴重的情況，修理工按設備廠家提供的方法用壓縮空氣對換熱器管組外部積碳吹掃清除：采用大流量的壓縮空氣從上部換熱器管組向下吹掃后，再進入燃燒爐內部同樣采有大流量壓縮空氣向上吹掃下部換熱器管組。經過幾次反復清吹后，再次檢查發現，這樣的清潔方法只能對換熱器的周邊管組清潔到位，內部熱交換管附著的積炭未能有效清除。

圖2 燃燒廢氣排放

圖3 燃燒爐內部結黑炭

2.2 分析結論

該HXD自投產使用已有多年，制絲車間每年安排一次對換熱器的清潔，但由于原清潔方法無法保證換熱器管組深部積炭結垢得到徹底有效的清除，造成積炭日積月累日趨嚴重，導致換熱器熱交換效率不斷下降。

3 改進方案

通過排查確認熱換交器管組深部積垢是影響熱交換效率下降的因素，如何清除熱換交器管組深部積垢，需要進行分析討論，找出更為經濟、有效的方案。

（1）方案1。將燃燒爐換熱器換熱管進行拆解清潔。拆除燃燒爐上部的密封鋼（墻）板和保溫材料把整組換熱器吊出后，對換熱器熱交換管進行拆分，對熱交換管逐一采用清水沖刷。可行性分析：該方案需對燃燒爐部分密封鋼（墻板）和保溫材料進行拆除，由于原結構為整體式的，需要破壞原有結構進行切割作業才能實現，且在恢復安裝后，無法保證設備原設計的使用強度，這對設備安全帶來不良影響。此外，受設備安裝區域的影響，對換熱器的吊裝作業也存在較大的難度與危險性。

（2）方案2。在換熱器本地采用清洗劑和水對換熱器進行清潔。這主要是利用液體的流動性，從換熱器上部對換熱器施加清洗劑和水，滲透進入換熱器管組的深部，與積炭溶合后流出，這樣便能達到清洗換熱器管組深部的目的，但是用清洗劑和水對換熱器進行清潔存在最大的困難是：由于燃燒爐爐膛內壁裝附有一層保溫耐火材料，而經過試驗證明保溫耐火材料在受液體浸濕后會產生很大的形變，需要采取有效措施來保護保溫耐火材料不受浸濕，否則會造成整個爐膛的保溫耐火材料崩塌、脫落。

可行性分析：采用清潔劑和水對熱換器進清潔，可達到效果。關鍵是如何保護爐膛的保溫耐火材料不受液體的浸濕。通過討論總結，采用2層耐腐蝕、耐油性的聚乙烯薄膜塑料進行阻擋，達到將保溫耐火材料與液體的隔離的目的。但為了保持薄膜塑料和保溫耐火材料在受液體沖刷時的強度，需在爐膛內部搭建支撐木架來增強薄膜塑料和保溫耐火材料的強度，且為了讓沖刷下來液體在爐膛內自然向人孔流出方便收集，在爐膛內部地面墊高低不同的使爐膛地面水平傾斜一定的角度。該方案實施難度不大，且對設備原設計結構基本無改動和破壞，具備可行性。

綜合以上2個方案優劣，采用方案2對換熱器進行深度清潔。

零售網絡能力成為效益最大化的短板，煉化板塊希望增加加工量增效，但增量將導致銷售板塊巨額虧損；銷售板塊希望增加外采量增效，但相應的煉化板塊則要減少加工量減少效益。這種沖突無法確保集團公司效益最大化的實現。目前現狀下，盡快實施市場化改革，引導煉油、銷售兩個板塊以效益最大化為目標組織生產經營十分必要。

4 實施過程

（1）拆修工具、清洗材料的準備。

（2）做好維修人員和設備安全的防護措施，采取冷卻措施使爐膛和換熱器的溫度降到自然環境溫度。

（3）拆除進入燃燒爐內部的人孔密封蓋板。

（4）拆除進入上部換熱器管組腔室的人孔密封蓋板。

（5）在爐膛內用聚乙烯薄膜塑料等材料對內壁上保溫耐火材料實施隔離和增加強度。

（6）在所有準備工作全部完畢后，先用清潔劑從上部換熱器管倒入，由于液體的流動性讓自然滲透入上、下部換熱器管組內部。清潔劑與炭灰溶合后滴落到爐膛內地面，從人孔流出。在人孔口裝有液體回收裝置，對液體進行回收。根據燃燒爐使用柴油的情況，選用DC-919積炭重垢浸除劑和QW-160油污清洗劑來按配比混合清洗。

（7）反復清潔幾次后觀察流出清洗劑純凈度，在確認換熱器管組的積炭已去除較為干凈后，用水再反復清潔幾次直至完全清潔干凈。

（8）清掃現場及拆修收尾工作。

（9）空運行循環風機讓氣流帶走殘留在換熱器管組的液體。

（10）試機運行。

5 實施效果

由表1可見，按照方案2的新方法對SH962型燃油（氣）管道式烘絲機的換熱器進行清潔后，減少了預熱時間，降低了燃油的耗油量，提高了工藝氣體溫度調節的效率，使系統能快速達到設定的工藝參數要求。

表1 HXD燃燒爐換熱器清潔前后測試數據對比