空气处理机组冷却散热片不停车清洗法化学清洗案例9

伊藤日出生

（日本，999001）

1 共性事件

化学清洗顾问伊藤日出生接到一家食品工厂维修科负责人的电话。这家工厂的空调温度在一点点升高，无法调整到管理温度，希望伊藤日出生调查一下情况。

图1 大型冷冻机

这家工厂的空调是空气处理机组，安装着大型冷却散热片的机组分布在工厂的各个地方。产生冷水的冷冻机位于一层的设备室内，经过锅炉加热的水蒸汽，供再热器散热片升温之用。但是，工厂内的温度很高，没有使用再热器，只有冷却散热片发挥着重要作用。图1是大型冷冻机的照片。

2 现场的调查

在电话联系了工厂维修科的负责人后，伊藤马上直奔事件现场。因为他很清楚，空调运行不良的原因是循环冷水系统状况欠佳，因此，他请维修科负责人事先目测确认冷冻机出来的冷水温度、安装在工厂屋顶的缓冲池的冷水温度，以及流经这些设施的冷水流量和流速，并确认工厂各部分分配的冷水配管的温度等。

到达现场后，伊藤穿上防尘服和防尘帽，套上防水套鞋实施调查，在听取维修科负责人说明情况的同时，着手调查流经各机器的冷水温度、冷冻机本身的运行状况、冷水循环泵、缓冲池、空气处理机组的冷却散热片的脏污程度，以及流经这些设施的循环冷却水入口温度和出口温度。沿着冷却水的流动系统，按照机器安置的顺序依次调查下去。

3 现场调查嫌疑最大的设备

被冷冻机冷却的水顺利循环，冷水温度和循环流量也很正常，配管中安装的温度计显示的是平常工作时的温度。很显然，整个冷却水循环系统都很正常。机器设备没有异常，且运转都很正常。因此，伊藤日出生怀疑是热交换不良引起的。

没有调查的设备只剩下空气处理机组的冷却散热片。因为即将要锁定事故现场的元凶，伊藤心中既感到不安，又觉得有点兴奋。

4 对怀疑的冷却散热片的调查

接下来调查的是散热片表面的污垢，以及循环冷却水的入口温度与出口温度。

巨大的空气处理机组，它的冷却散热片高度远远高于普通成人的身高，体积非常庞大。

打开空气处理机组的门，伊藤等人进入到机组内部，这才发现散热片上覆盖着黑灰色的淤泥。因低温而结露的水分正从空气处理机组表面大量流下来，流到U型接水盘中后被排出。发生增殖的淤泥，覆盖在铝制冷却散热片的表面。因为淤泥还没有增殖到堵塞铝散热片间隙的程度，因此，送风量还不至于减少。但是，通过散热片向外送风的空气与冷却的铝散热片接触不良，降低了冷却效率。这种脏污状态表明，该对铝散热片实施化学清洗了。这是对第一嫌疑对象——冷却散热片表面状况实施的调查。

其次，实施的事故现场调查，是被认定有嫌疑的、循环冷却水通过的冷却散热片的铜管内部。由于铜管被流经的空气带走冷量，温度上升。循环冷却水流经铜管时，水中生存的细菌就会附着在铜管内表面，在此生存繁殖。随着时间流逝，细菌继续增殖下去，就会形成厚厚的生物膜，附着在管壁上。这就是导致冷却散热片热交换不良的原因，也会妨碍将冷却水的温度传导至铜管。图2是冷却散热片的照片。

这次调查测定了冷却散热片的循环冷却水入口温度和出口温度，根据二者的温差判断热交换是否正常。通常情况下，在冷却循环水冷却大型散热片时，必须在两个地方设置温度计。为了便于实施调查试验，准备启动已经停止运行的送风扇。伊藤与维修科负责人一同调查了送风室与送风机周围，确认安全后启动风扇的指令开关。运行一会后，分别测定冷却水入口与出口两处的温度。与预想的一致，这两处的温度，仅有微小的温差。铜管内部潜伏的嫌疑对象也就清楚了。

由此断定，铜管内表面附着的淤泥，是引起铜管热交换不良的原因。而冷却散热片外侧、内侧均出现了热交换不良现象，这正是妨碍工厂空调调整的主要原因。

图2 冷却散热片

图3 冷却配管和温度计

5 冷却散热片与铜管的清洗对策

对铝冷却散热片采用碱性清洗剂清洗，很容易就能去除散热片表面的淤泥。

对铜管实施化学清洗，在气相侧与液相侧应该采取完全不同的化学清洗方法。

清洗铜管内部时，专门安装了单独的清洗回路。单独清洗的好处是仅对冷却散热片进行清洗，但由于设备相当老旧，根据以往的清洗经验，冷却水配管上安装的5英寸阀门不可能完全关闭。即使通过冷却水配管的清洗溶液再少，也不能采用化学清洗方法。因此，断定不能对其进行单独清洗，应该对整个冷却水循环系统清洗展开研究。图3是冷却配管和温度计的照片。

6 冷却水系统整体清洗的研究

整个冷却水系统能够观察到的开放部分就是缓冲池。伊藤爬到屋顶调查循环冷却水，发现冷却水流动正常，缓冲池内壁被铁锈和生长的淤泥所覆盖。缓冲池外面包覆着用于阻挡外部热量的保温材料。从现场的实际情况推测，发挥热交换作用的冷却翅片管内部大概形成了厚厚的淤泥，判断可能是它妨碍了冷却翅片管的热交换效果。后来经研究认定，在所有设备运行的情况下，冷却水系统的整体清洗不会失败。

7 可靠性高的冷却水系统整体清洗检查

从缓冲池投入淤泥清洗剂，可观察到清洗过程，但是清洗剂的投入量和清洗后的清水冲洗更换有问题。

工厂负责人告诉伊藤，由于生产流水线不能停止工作，冷水循环系统也不能停止循环。但是，如果不对整个冷却水系统实施化学清洗，工厂的空调温度就不能调整，他拜托伊藤日出生想方设法找到其它更好的方法。自从事化学清洗业务时起，伊藤一直与日本三大财团的化学公司分支机构保持着业务联系。迄今为止，伊藤解决过相当过分的要求，而这次化学清洗对象不是对狭小范围内产生影响的设备，而是对整个工厂生产都有影响的事件，因此在解决此问题方面存在很大的麻烦。不过，伊藤认为整个冷却水系统的清洗不会失败。

在不停止生产线，所有设备都照旧正常运行的情况下实施化学清洗，伊藤精神极为紧张。因为这家工厂的设备也都相当陈旧，担心清洗过程中会出现漏水现象。由于仅采用淤泥清洗剂清洗，因此，需要考虑最低有效浓度的清洗剂量。这样浓度的量既不会对设备配管造成损害，又能取得理想的淤泥去除效果。以过去的实际清洗经验来看，淤泥处理的最低必要过氧化氢浓度换算成固体物质，其浓度为2.5%。循环冷却水系统整个保水量为25 m3～30m3，保水量很大。勘察完这些情况，伊藤日出生最终决定使用清洗剂的固体物质浓度为3%。

8 清洗后的水洗、更换新水、排水情况调查

决定了清洗剂浓度，接下来就需要考虑清洗后的水洗问题。由于设备不能停止运行，冷却水循环照旧，就需要对整个冷却水系统进行水洗。调查缓冲池的补充水配管，发现它有一根手动的供水配管，试着打开这个阀门，立刻流出了大量混杂着铁锈和淤泥的水。因为水很快就变清澈，所以关闭了阀门后，调查这次是否能够向冷却水系统缓慢输送少量水。因为搞清楚了能够缓慢调整冷却水量，看起来边用水稀释边进行水洗和更换新水也没问题。如果缓冲池检查口可以打开，清洗溶液被补充水稀释，水量增加，多余的清洗溶液能从缓冲池检查口溢流出来。之所以采用边缓慢供水边水洗的方法，理由是：在设备运行的同时，边用少量补充水稀释清洗溶液浓度，边为冷却水系统更换新水，常温的补充水进入冷却水循环系统，不会对冷水造成大的升温，也不会给冷冻机的制冷能力增加太大的负荷。进一步讲，由于脏污的黑红色清洗废液边稀释，边缓慢排水，排出的废液看着并不明显。因为缓冲池位于屋顶，设备冷却水与其它污水混合，一起被排放到雨水系统。因此，在设备不停止运行的情况下，完全可能同时对整个冷却水系统实施水洗、更换新水、排水。

9 实施化学清洗

冷却散热片清洗，是在生产设备进行检查和清扫停工时，伊藤让工厂在日程表中安排半天时间对铝散热片实施清洗的。清洗人员使用中型高压清洗机展开脱脂清洗和高压水洗，作为事故主要原因之一（冷却散热片）完全被清除干净了。

循环冷却水系统的清洗，由于是边运行边清洗，可以像往常一样清洗。不过，考虑到可能发生的意外情况并兼顾工厂的生产过程，就能在不停车的情况下清洗整个循环冷却水系统。

清洗施工可以采用平常的清洗方法，循环冷却水的水洗和更换新水则有别于平常的化学清洗。在充分思考的基础上，伊藤决定实施循环冷却水系统的清洗。按照事前的调查，循环冷却水保水量为30m3，过氧化氢固体物换算浓度为3%时，清洗进展顺利。图4是冷却散热片的照片，图5是散热管的清洗。

10 清洗后的水洗、更换新水及排水

如前所述，打开补充水的手动阀门，边稀释循环冷却水边水洗、更换新水。排水是被稀释的水通过缓冲池的检查口溢出，流到屋顶的雨水排水管，排水的悬浊物（SS：Suspended Solids）也被稀释到不用担心的程度。对清洗过程观察了5h后，确认水洗和更换新水都进行得非常顺利，因此，伊藤日出生决定继续更换新水24h。对于伊藤非常担心的漏水现象，经伊藤公司的清洗操作员和工厂负责人一同目视巡视，确认没有发现配管漏水。今天的清洗至此结束，祈祷明天的清洗也有好的结果。

第二天，伊藤首先观察了前天清洗过的缓冲池，他惊讶地发现缓冲池清洗得异常干净。停止补充水后，将缓冲池中水的pH值调成弱碱性。

图4 冷热散热片

图5 散热管的清洗

11 通过冷却散热片的冷却水温度测定

伊藤对冷却散热管入口及出口的冷却水温度进行了测定，发现二者的温差仅有几度，热交换如预期的那样正常。造成本次事故的另一个原因也被清洗干净。

大功告成，伊藤心中瞬间充满了满足感。之所以取得圆满成功，是由于针对现场的调查状况锁定了运行不良的部位，并选择了正确的化学清洗解决策略，根据工厂具体状况采取了相应的清洗方法，这是本次清洗成功的关键。图6是铝散热片清洗和冷却水管清洗的流程图。

图6 铝散热片清洗和铜管清洗的流程图

12 现场调查记事本的制作

在所有设备照常运行的情况下实施化学清洗，伊藤心中非常不安，想起来都觉得这决定有些轻率。在掌握重要仪器设备工作状况的同时展开化学清洗，要特别的小心谨慎。在与造纸工厂一样的镀铬大滚子间，高速经过的最终产品无纺布被滚子卷起，最终到达屋顶的缓冲池，生产出来的无纺布自始至终一直处于高速运行状态。在确认卷起的无纺布没有问题后，伊藤悬着的心总算放了下来。幸运的是，清洗后所有设备没有任何问题，机器的性能恢复正常，此时，伊藤自己深切感受到化学清洗的绝妙之处。对调查事件、原因及现场实物进行推理，根据思考的解决策略实施化学清洗，这也带给伊藤极大的满足感。像往常一样，伊藤在事件薄上记录了事件发生的原因、使用的清洗剂及用量、清洗过程中水的悬浊状态及清洗时间。关于这次特别重要的水洗、更换新水、排水的方法和所需时间、空气处理机组的冷却水入口温度和出口温度及出入口温差都详细记录在事件薄上。事件解决后，伊藤回头冷静地思考后，认为这是一种高风险的化学清洗方法。