化学清洗现场案例之——水冷式冷冻机的热交换器清洗

伊藤日出生

（日本化学，日本，9990011）

化学清洗现场案例之
——水冷式冷冻机的热交换器清洗

伊藤日出生

（日本化学，日本，9990011）

本研究介绍了水冷式冷冻机的热交换器清洗的成功事例，由于事先获取的现场情报准确，硅质水垢被作为主要的清洗对象，并收到了良好的清洗效果。

化学清洗；水冷式冷冻机；热交换器；硅质水垢；氟化铵

空调设备维修公司维护的水冷式冷冻机的热交换器出现了问题，打算尽快对热交换器实施化学清洗，于是给伊藤日出生打来了紧急求助电话。

该公司是从一家上市公司的母公司独立出来的集团公司，是营业范围遍布全日本各市县的大型企业。伊藤日出生所在的化学清洗公司完全具备冷冻机淤泥清洗和简单水垢清洗的实力，长期从事供水管清洗、高架水箱和贮水箱清扫、空冷式空调机散热片清洗、低温水管清洗及所有空调设备的相关维修服务。同时，伊藤日出生所在的化学清洗公司还提供清洗后的废液处理零排放的清洗剂，以及清洗难度大的重负荷清洗委托事宜。顾客涉及多个方面，有政府机关、银行、学校、农业合作社、铁路公司，从大小型的企业、工厂到事务所，委托清洗范围包含所有业种的所有空调种类的清洗。

这次事件的委托内容是JA运营的超市敞开式柜台用冷冻机，其热交换器（冷凝器）能力降低，冷冻食品的保存出现了故障。因此，想尽快解决该问题。

在紧急委托伊藤日出生所在的化学清洗公司之前，空调设备维修公司已经先行对冷却水系统和冷冻机做了调整，可就是没有办法使热交换器恢复正常的运行。由于冷凝器是壳管式，空调设备维修公司的维修人员拆开夹套水端盖，用黄铜刷清扫了铜管。然而，采用物理方法刮除，反复几次也奈何不了顽固的水垢。因此，该公司委托伊藤日出生所在的化学清洗公司对热交换器实施化学清洗。图1 是水冷式冷冻机，图2是黄铜刷，图3是壳管式冷凝器。

图1 水冷式冷冻机

图2 黄铜刷

图3 壳管式冷凝器

平时委托伊藤日出生所在化学清洗公司实施清洗的企业，除了是高难度的化学清洗外，都声明必须将清洗废液作为工业废弃物妥善处理。正是这样，这些工作对于伊藤日出生所在化学清洗公司来说才是大受欢迎的工作，而且是真正高附加值的工作。图4是用黄铜刷清扫铜管的照片，图5开放式冰柜的照片。

图4 用黄铜刷清扫钢管

图5 开放式冰柜

1 这次现场事件的特点

平时化学清洗的现场事件中，运行不良的部位并不是特定的，因此，伊藤日出生所在的化学清洗公司与空调设备维修公司双方共同探讨并确定事故部位。但是，这次针对的是紧急情况，维修公司已经事先调查并确定了运行不良的机器，而且该公司并不指望自身技术有好的结果，因此，决定向伊藤日出生所在的化学清洗公司提出委托清洗。伊藤日出生所在的化学清洗公司认为：热交换器状况不佳的主要原因是热交换器上附着有水垢，应该从掌握的所有信息推侧水垢的性质。然而，考虑到情况紧急，没有时间按照前述步骤实施水垢的清除。与往常不同，本次清洗除了肉眼观察运行不良的机器和发生故障的实物外，没有预先在实验室进行清洗的相关试验，就在现场进行施工。

2 听取事件状况调查

事件现场离化学清洗公司很远，调查现状后再运送准备的必要材料和机器到事故现场，花费时间过多，恐怕赶不上紧急事故的处理。于是，化学清洗顾问伊藤日出生首先与拆开现场冷凝器夹套水的维修公司负责人联系，听取关于维修现场的详细调查情况。因为长期在一起工作，彼此间都非常了解对方的工作方法，这一点非常幸运。对于为了切实解决这次事件的清洗方来说，为了在到达现场的第一时间就能立即向冷凝器注入清洗药品，伊藤日出生委托维修公司事先设置了插入螺纹接管的配管接头，确认了用于清洗剂稀释和水冲洗的水龙头，以及确保清洗泵运转的100V电源。以上3点在伊藤日出生到达之前，全部由维修公司人员准备完毕，以便化学清洗人员一到达现场就能立刻投入化学清洗作业。

伊藤日出生通过手机与维修员相互确认了必要的技术详情，到达事故现场的最短路线地图均通过传真送达伊藤日出生所在的公司。伊藤日出生一边再次确认利用高科技设备做后盾的精彩之处，一边准备清洗所需药剂。

3 现场水垢状况及推理

为了确保能在短时间内结束化学清洗作业，化学清洗公司必须选择合适的清洗剂。对此，必须事先掌握待清洗现场的水质。

现场的情况是：维修公司的技术员已经打开冷凝器，用刷子进行了刷洗，并用改锥头削掉水垢弄碎。伊藤日出生在听取了这名维修公司技术员的详细报告后，了解了水垢色调、硬度和水垢弄碎时的情况，对这次事件的罪魁祸首——水垢的种类、性质有了判断。根据长期从事化学清洗的经验，伊藤日出生只需从水垢的色调和水垢结晶破碎时的硬度，就可轻易判断出水垢是钙质水垢还是硅质水垢。图6是热交换器结垢后的情形。

图6 热交换器结垢后的情形

4 硅质水垢清洗剂的准备

对于导致这次热交换器运行不良的罪魁祸首，伊藤日出生没有在现场经过肉眼观察，也没有进行水垢的溶解度试验，心里多少有点不安。但是，伊藤日出生首先判断热交换器的水垢大概是硅质水垢。冷冻机的制冷量为20t，使用清洗剂的量并不需要很多。但是，在每日连续的酷热天气中，虽然冷冻机的高压多次反复下降，但伊藤日出生还是认为冷冻机是在高压下运行的。因此，冷冻机上应该附着了一层很厚且相当顽固的水垢。由于硅质水垢清洗剂加入量多，为了保证清洗过程中清洗剂与水垢能够顺利进行反应，在制造清洗剂时加入了起调和作用的表面活性剂和缓蚀剂等试验药品。

为了不至于有遗忘物，伊藤日出生再次仔细去看了看出事冷凝器的清洗照片和模拟图，从药品、接头到工具箱，确认各项物品齐全后就出发去事故现场。

5 化学清洗的开始

待确认现场情况与之前方案一致后，清洗人员往清洗箱中注入最低限度的循环水，确认安装的回路不漏水后，开始往清洗箱中投入清洗剂。伊藤日出生及其搭档仍按照理论步骤，先从投入淤泥清洗剂开始。投入淤泥清洗剂数分钟后，仅有微量泡沫产生。因为先前用刷子刷洗过铜管，所以认为淤泥全部清洗干净了。

接下来进行钙质水垢的清洗。为了取得强力清洗效果，伊藤日出生使用了以盐酸为主成分的无机酸清洗剂。盐酸与随后投入清洗箱的氟化物反应，能够生成清洗硅垢所必需的氟化氢。慢慢地投入清洗剂，清洗箱中逐渐出现泡沫。为了进一步促进反应，清洗人员在清洗液中添加了表面活性剂。但是，并没有出现预想的大量泡沫。通过此项清洗作业，钙质水垢在短时间内被去除。如果残留有钙质水垢，接着投入关键的氟化合物，钙质水垢就会与氟化合物反应生成氟化钙。如果生成了氟化钙，将这种氟化钙溶解反倒是一项重要的清洗作业。因此，在这里容易产生“欲速则不达”的情况。从这里开始才是硅垢清洗的正题。至此，所有情况都如推测的那样顺利进行。

6 硅质水垢清洗

对于没有亲眼看到的化合物（水垢）是经过推理得出的，从清洗进展的情况来看，化学清洗正像是脑海中预想的画面一样。化学清洗起主要作用的酸性氟化铵，使用量为循环保有水量的1%左右即有效果。单独清洗回路使用的保有水量少，因而使用少量的药品也能达到效果。溶液在清洗箱内顺利循环，计算好的药品要缓慢投入清洗箱。先前投入的盐酸与酸性氟化铵反应，生成氟化氢。此时产生的气体是氨气，不过由于添加量少，几乎没有臭味。氟化氢溶解硅质水垢的速度较慢，清洗溶液循环不久后就发现，溶液表面漂浮着一层白色的细小泡沫。瞬间清楚这种泡沫大概是硅质水垢，确认进行的是硅质水垢清洗。之后反应继续进行，整个清洗箱都被白色泡沫覆盖。如果追加药品也不再反应，即可视为硅质水垢的清洗反应结束。照理说，反应很顺利应该感到踏实才是，现在却好像有些惴惴不安。在废液处理前，追加微酸性氟化铵后，清洗液的酸性pH慢慢降低，同时检查铜管的金属表面处理情况。因为马上确认了溶出的铜离子在增加，因此，伊藤日出生决定用水稀释清洗液，以提高清洗液的pH值。至此，伊藤日出生深信硅质水垢的清洗完美结束。

7 清洗后的处理

由于采用强酸清洗，水洗后要用强碱中和，再进行金属防锈处理。

8 冷却水系统的连接与通水

化学清洗结束后，不久前着手准备清洗工作的维修公司的技术员与化学清洗公司的清洗人员一起，拆除了为单独清洗而安装的回路，然后连接好接头和短配管，打开冷却水系统的水泵，向热交换器通水。

9 冷冻机运转

由于冷却水瞬间流经热交换器，接通了冷冻机的电路后，当高压表压力低于规定的值时，冷冻机立刻停机，由此，清洗作业宣告园满完成。

10 热交换器内部

伊藤日出生和搭档压根就没有见过热交换器内部的状况，但根据推测就判断事故的始作俑者，并选择了正确的清洗剂和清洗方法，轻松愉快地解决了问题。

虽然心中想着针对哪种水垢采取怎样的应对措施，准备了很多种类的清洗剂和试剂、添加剂，面临精神不安及各种各样的挑战，但是，没想到的是：这次只是一次普通的硅质水垢清洗，在现场事件的文件中只能算是一次简单的事故。需要明白的一点是，公认口感好的水，水质一定是富含硅的水。

本文译自2016.2《食品与科学》

Practical Examples of Chemical Cleaning: Cleaning Heat Exchanger of Water-cooled Chiller

Itoh Hideo
（Japanese Chemical Cleaning Counselor, Japan, 9990011 ）

This paper introduces successful examples of cleaning heat exchanger of water-cooled chiller. With accurate information accessed to in advance, the silicon incrustation is confirmed as the major cleaning objective. A good cleaning effect is achieved.

chemical cleaning; water-cooled chiller; heat exchanger; silicon incrustation; ammonium fluoride

TQ649

B

1672-2701（2017）07-56-06