清洁HXD燃烧炉换热器的新方法

黄海松

（广西中烟工业有限责任公司柳州卷烟厂制丝车间，广西柳州 545005）

0 引言

SH962型燃油（气）管道式烘丝机是卷烟厂制丝生产线中用于叶丝膨胀的设备。该设备是利用气流干燥原理来加工叶丝，以实现叶丝的在线膨胀，使处理后的叶丝水分达到13%，温度达到90℃，膨胀率逸20%，以满足卷烟工艺要求。SH962型燃油（气）管道式烘丝机由工艺加热器提供系统热源，工艺加热器由水平燃烧室、燃烧器、换热器和烟气循环管道组成。换热器一旦出现积碳结垢现象将造成热交换效率大大降低，工艺气流温度无法达到工艺生产需求，影响烟丝产品质量。

1 HXD燃烧炉换热器工作原理

HXD（High Expansion Drying，高温膨胀干燥或高温管道式烘丝机）燃烧炉换热器是整体组件安装在带有隔热材料的密封钢板内，换热器由上部热交换管组和下部热交换管组组成，两者由一块过渡钢板联接起来，之间相距200 mm左右（图1）。冷工艺气由下部热交换管组进入进行一次热交换再进入上部热交换管组进行二次热交换后变成热工艺气进入工艺气风管对烟丝进行干燥、膨胀。

图1HXD燃烧炉

2 问题

2.1 原因分析及核查

（1）燃烧炉燃油燃烧不够充分。通过测试三联阀混合气开度比例、检查炉膛结黑炭以及燃烧后废气情况，均未发现异常，如图2和图3所示。

（2）燃油纯净度达不到要求，含杂质过多。根据油库的制度流程，每一次购回的燃油（柴油）均要抽样送检，从每次检验单的结果看油质均达到标准要求。出现问题后再次从油库取样送验，均达到标准要求，因此判定燃油品质不是影响原因。

（3）换热器清洁不够彻底，造成积碳日积月累增多。换热器热交换管组由上、下2个管组构成，每个换热器的管组共有20排相互叠加，每排有45根热交换管，2个换热器管组共有40排热交换管。而经过检查发现，上管组下部及下管组上部的管组中大部分存在积炭严重的情况，修理工按设备厂家提供的方法用压缩空气对换热器管组外部积碳吹扫清除：采用大流量的压缩空气从上部换热器管组向下吹扫后，再进入燃烧炉内部同样采有大流量压缩空气向上吹扫下部换热器管组。经过几次反复清吹后，再次检查发现，这样的清洁方法只能对换热器的周边管组清洁到位，内部热交换管附着的积炭未能有效清除。

图2 燃烧废气排放

图3 燃烧炉内部结黑炭

2.2 分析结论

该HXD自投产使用已有多年，制丝车间每年安排一次对换热器的清洁，但由于原清洁方法无法保证换热器管组深部积炭结垢得到彻底有效的清除，造成积炭日积月累日趋严重，导致换热器热交换效率不断下降。

3 改进方案

通过排查确认热换交器管组深部积垢是影响热交换效率下降的因素，如何清除热换交器管组深部积垢，需要进行分析讨论，找出更为经济、有效的方案。

（1）方案1。将燃烧炉换热器换热管进行拆解清洁。拆除燃烧炉上部的密封钢（墙）板和保温材料把整组换热器吊出后，对换热器热交换管进行拆分，对热交换管逐一采用清水冲刷。可行性分析：该方案需对燃烧炉部分密封钢（墙板）和保温材料进行拆除，由于原结构为整体式的，需要破坏原有结构进行切割作业才能实现，且在恢复安装后，无法保证设备原设计的使用强度，这对设备安全带来不良影响。此外，受设备安装区域的影响，对换热器的吊装作业也存在较大的难度与危险性。

（2）方案2。在换热器本地采用清洗剂和水对换热器进行清洁。这主要是利用液体的流动性，从换热器上部对换热器施加清洗剂和水，渗透进入换热器管组的深部，与积炭溶合后流出，这样便能达到清洗换热器管组深部的目的，但是用清洗剂和水对换热器进行清洁存在最大的困难是：由于燃烧炉炉膛内壁装附有一层保温耐火材料，而经过试验证明保温耐火材料在受液体浸湿后会产生很大的形变，需要采取有效措施来保护保温耐火材料不受浸湿，否则会造成整个炉膛的保温耐火材料崩塌、脱落。

可行性分析：采用清洁剂和水对热换器进清洁，可达到效果。关键是如何保护炉膛的保温耐火材料不受液体的浸湿。通过讨论总结，采用2层耐腐蚀、耐油性的聚乙烯薄膜塑料进行阻挡，达到将保温耐火材料与液体的隔离的目的。但为了保持薄膜塑料和保温耐火材料在受液体冲刷时的强度，需在炉膛内部搭建支撑木架来增强薄膜塑料和保温耐火材料的强度，且为了让冲刷下来液体在炉膛内自然向人孔流出方便收集，在炉膛内部地面垫高低不同的使炉膛地面水平倾斜一定的角度。该方案实施难度不大，且对设备原设计结构基本无改动和破坏，具备可行性。

综合以上2个方案优劣，采用方案2对换热器进行深度清洁。

零售网络能力成为效益最大化的短板，炼化板块希望增加加工量增效，但增量将导致销售板块巨额亏损；销售板块希望增加外采量增效，但相应的炼化板块则要减少加工量减少效益。这种冲突无法确保集团公司效益最大化的实现。目前现状下，尽快实施市场化改革，引导炼油、销售两个板块以效益最大化为目标组织生产经营十分必要。

4 实施过程

（1）拆修工具、清洗材料的准备。

（2）做好维修人员和设备安全的防护措施，采取冷却措施使炉膛和换热器的温度降到自然环境温度。

（3）拆除进入燃烧炉内部的人孔密封盖板。

（4）拆除进入上部换热器管组腔室的人孔密封盖板。

（5）在炉膛内用聚乙烯薄膜塑料等材料对内壁上保温耐火材料实施隔离和增加强度。

（6）在所有准备工作全部完毕后，先用清洁剂从上部换热器管倒入，由于液体的流动性让自然渗透入上、下部换热器管组内部。清洁剂与炭灰溶合后滴落到炉膛内地面，从人孔流出。在人孔口装有液体回收装置，对液体进行回收。根据燃烧炉使用柴油的情况，选用DC-919积炭重垢浸除剂和QW-160油污清洗剂来按配比混合清洗。

（7）反复清洁几次后观察流出清洗剂纯净度，在确认换热器管组的积炭已去除较为干净后，用水再反复清洁几次直至完全清洁干净。

（8）清扫现场及拆修收尾工作。

（9）空运行循环风机让气流带走残留在换热器管组的液体。

（10）试机运行。

5 实施效果

由表1可见，按照方案2的新方法对SH962型燃油（气）管道式烘丝机的换热器进行清洁后，减少了预热时间，降低了燃油的耗油量，提高了工艺气体温度调节的效率，使系统能快速达到设定的工艺参数要求。

表1 HXD燃烧炉换热器清洁前后测试数据对比