高压清洗设备的技术改进

郭 吉，刘 凯

（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 石嘴山市753202）

采用种子乳液法生产P440、P450 型糊状树酯，由于粘度大，在生产中容易产生自聚，聚合釜运行一段时间后冷却器列管就会出现不同程度的堵塞。 为了保障糊状树脂产量和质量， 需要定期对自聚物进行清洗，常规清洗多采用高压水射流清洗技术。

1 项目提出的背景

宁夏英力特化工股份有限公司糊状树脂装置共有8 台聚合釜，每台聚合釜冷却器列管（Φ32）624 根，每月需对聚合釜冷却器进行一轮清洗。 前期清洗列管效率低，每天仅可清洗208 根列管，清洗1 台冷却器需要3 天时间，8 台全部清洗完毕需要24 天以上。 设备一直处于连续运行状态，人员疲惫、设备故障率高，而且维修成本高。

为了提高清洗效率，通过查阅相关资料，并与其他高压清洗单位的设备进行比较，通过计算，发现影响清洗效率的主要因素是喷嘴选型、喷孔角度、喷孔数量。

2 改进方法

2.1 与同行业高压清洗设备比较

面对清洗效率低，材料损耗大的问题，该公司通过与某工业清洗公司进行技术交流， 并对高压清洗设备主要技术参数进行了对比（详见表1）。 通过对比后发现， 致使清洗效率低的主要原因是喷嘴的选型不合理。

表1 高压清洗设备主要技术参数对比表

表2 高压清洗设备喷孔角度使用对比表

2.2 喷孔角度的改进

经过和高压清洗设备供货单位交流， 分别订购了喷孔角度15°、30°、45°、60°的喷嘴，现场进行对比试验，使用情况见表2。

对比发现喷孔角度在30°～45°时使用效果最好，随后又订制了35°和40°的喷嘴，经过反复测试最后选定喷孔角度为42°的喷嘴。

2.3 最佳清洗距离和喷孔直径的选取

冷凝器列管清洗简图见图1， 根据作业现场实际尺寸，当喷孔角度为42°时，根据三角函数公式可得。

所得最佳清洗距离为19～30 mm。

图1 冷凝器列管清洗简图

根据针形喷嘴射流关系式：

式中：L—最佳清洗距离，mm；

p—射流压力，MPa；

d—喷孔直径，mm。

将（1）、（2）式分别代入（3）可得喷孔直径d 为0.33～0.52 mm，根据现场测试实际距离为25 mm，最终确定选择喷孔直径0.5 mm。

2.4 喷孔数量的确定

通过对比、使用某清洗公司清洗设备时发现，操作时产生的后作力使清洗枪处于悬浮状态， 不仅提高了清洗效率，还能很大程度的节省操作人员体力。现以某工业清洗公司喷嘴水流量为标准对喷孔数量进行了计算。

在忽略喷孔内壁阻力的情况下。

式中：Q—流量，L/min；

g—重力加速度，9.8 m/s2；

h—水柱高度，m；

A—喷孔面积，m2；

μ—流量系数，取值在0.60～0.68。

通过计算可得某工业清洗公司清洗设备喷嘴水流量约为35 L/min。

式中：Q—流量，L/min；

p—压力，kgf/cm2；

n—喷孔数量；

d—喷孔直径，mm。

由公式（5）计算得出n≈4。

通过上述计算、技术对比，最后确定了适应设备和现场条件的喷嘴。选用圆柱形4 孔喷嘴，喷孔直径0.5 mm，喷孔角度42°。

3 改造效果

通过不断的提升清洗技能、改进设备元件，将糊状聚合釜冷却器清洗1 台釜需要3～5 天减少到只需12～15 h。

在高效率完成糊状聚合釜清洗工作的同时，还承接了其他化工设备及管道的清洗， 替代部分外协单位清洗工作， 并将原来一些需要化学清洗的设备改用高压水射流清洗。