什（shí）麽叫清洗係統？清洗係統概述

清洗係統的概念

為保證清洗過程（chéng）各工藝條（tiáo）件的準（zhǔn）確（què）實施和（hé）連續正常，一些藥劑存放、配製的箱體或罐箱以及管道閥門、泵體與被清洗的設備構成一（yī）個臨時的（de）體係，以滿足設備清洗過程中的若幹要求，這一係列設備稱為清洗係（xì）統。

清洗係統設（shè）計的共同原（yuán）則

由於設備結構布置（zhì）特點、參數高低、熱力係統複雜程度、釆用的清洗介質以及積垢（gòu）量和分布位置等的不同，要求提供的清洗係統大小、複（fù）雜程度亦有所差異。盡管每台設備清洗時所釆用（yòng）的清洗係（xì）統都不盡相同，但是設計清洗係統時均應滿足下（xià）述要求：

（1）提供給清洗係統中（zhōng）的熱源、水（shuǐ）源和電源應（yīng）充足並安全（quán）可靠。

（2）采用（yòng）循環流動劃分清洗回路時，應力求各回路中的介質流速相差（chà）不要太大，並力求流過清洗麵流速均勻（yún）。盡量避免清（qīng）洗係統中（zhōng）的局部區域因流速過高而造成衝擊腐蝕（shí）。

（3）在不影響清（qīng）洗效果的前提下應（yīng）盡量簡化並便於各（gè）項清洗操作。

（4）為保證清洗循環泵的連續可靠運行，清洗係（xì）統中最好（hǎo）設（shè）置（zhì）備用（yòng）泵。清洗泵盡可能選用耐酸泵，可用普通水泵（bèng）代用（yòng），但使（shǐ）用時泵殼及葉輪應塗刷防（fáng）腐（fǔ）耐酸塗料進行保護。為保證（zhèng）軸封（fēng）嚴密，最好用外部（bù）加壓水密封。盤（pán）根處應加裝油浸（jìn）柔性石墨盤（pán）根，或用（yòng）聚四氟乙（yǐ）烯浸泡過的盤（pán）根等。

（5）清洗係統的熱（rè）源必須來（lái）自於表麵式或（huò）混合式蒸汽加熱器。在酸洗除垢過程中，嚴禁采用設備自身加熱清洗（xǐ）液，以防受熱麵局部過熱及產生氫（qīng）氣，引發（fā）爆炸事故。

（6）清洗係統的衝洗係（xì）統可以借用設備的給水係統。排放清洗廢液時應用單獨（dú）的（de）、有廢液（yè）處理措施的排放（fàng）係統，酸清洗（xǐ）不（bú）經中和或稀（xī）釋處理不可以（yǐ）直（zhí）接就地排放。

（7）清洗係統（tǒng）要力求簡單，應避免死區與（yǔ）“盲腸（cháng）管”，要（yào）求閥門布（bù）置便於操作，取樣管和儀表集中，便於監督。

（8）為清（qīng）除清洗下來的鐵鏽沉渣，清洗係統內應設置一定容積的清洗箱。清洗箱的標高（gāo）及液位應能滿足清洗泵（bèng）的吸入高度（清洗泵出口與泵吸入口的位差（chà）至少應有2m），以（yǐ）防泵抽空，清（qīng）洗箱（xiāng）一般可用疏水箱代替或另行製作。清洗箱上可設（shè）有加（jiā）熱、攪拌、過濾、排汙以及水衝洗等裝置。

（9）清洗泵入口側（或清洗箱出口）應裝（zhuāng）濾網。濾網孔徑應小於5mm，有效通流截麵積應大於入口管截麵積（jī）的3倍。安裝泵進出口管道時，應考慮熱膨脹補償措施，不使水泵承受過大的推力。

（10）清洗係統中必須（xū）有足夠的取樣點，以便能及時準確地取出（chū）清洗箱、進酸管、回酸管等處的清洗液樣品，切不可在流量表或水位計處取樣（yàng）。

（11）安裝在清洗係統中的臨（lín）時管道中不（bú）得有砂石或（huò）其他雜物。水平設置的（de）臨時管道（dào），朝排水方向傾斜不得小於1/200。應按永久管道質量要求檢查臨時管道焊接質量。焊接（jiē）部位應位（wèi）於易（yì）觀察處，焊口不宜靠（kào）近重要設備。臨時管道的（de）直徑選擇以流（liú）速小於5〜6m/s為原則。

（12）化學清洗係統加藥方式可有以（yǐ）下幾種：

a.清（qīng）洗回路充滿水後，先進行循環，然後向清洗回（huí）路（lù）加入藥品（pǐn），邊循環邊配藥。

b.采用開路法清洗時，將藥品（pǐn）按一定比例的用藥量打入正在運轉的給水泵出口或清洗泵出口。

c.在溶藥（yào）箱內配成一定濃度的藥液，再用清洗泵送入清洗係統（tǒng）。

對清洗係統的評價（jià）方法（fǎ）

對一個清洗係統的優劣（liè），主要從以（yǐ）下幾個方麵進行評價（jià）：

1.經濟（jì）性

特別是一般工業清洗領域，對經濟性（xìng）要求十分突出。

2.效率和省力性

希（xī）望清洗（xǐ）係統（tǒng）效（xiào）率（lǜ）高而且具有省力的優點，即能進行自動化操作（zuò），盡量縮短工藝流程、降低勞動強度和（hé）生產（chǎn）成本。

3.可靠性

要求清洗係統的清洗質（zhì）量穩定，能保證達到規定的洗（xǐ）淨程度的要求。

4.對清洗對象的影響

要求清洗過程（chéng）對清洗對象造成的損傷盡可能少，並（bìng）且不（bú）能產生對清洗對象的二次汙染。

5.保持（chí）良好的生產環境

要求清洗係統能保持良好的生產作業環境，使工人的健康和安全得（dé）到充分的保證。

6.有利於對自然環境的保護（hù）

要求清洗係統必須能夠防（fáng）止清洗中產生的廢棄物對自（zì）然環境造成破壞。

選擇清洗係統應（yīng）考（kǎo）慮的因素

1.清洗參數

在選擇一個最適合的清洗技術時，根據不同（tóng）的用途需要考慮到很多因素（sù）。下麵列岀了每個清洗係統相關重要性所占的百（bǎi）分比：

高壓清洗係統（大於2.5×10⁷Pa）—水的衝擊力100%；

中壓清洗係統（0.5〜2.5×10⁷Pa）—水的衝擊力60%，溫度影響20%，化學藥品影（yǐng）響20%；

低壓清洗係統（不超過5×10⁶Pa）—水的（de）衝擊力34%，溫度影響33%，化（huà）學藥品影響33%。

以上三（sān）種清洗係統中，衝擊（jī）力是一（yī）個普遍特性（xìng），泵壓越高，水（shuǐ）力影響越大。許多情況下，選擇這些水（shuǐ）清洗係統就足（zú）夠了，但是在清洗有大量（liàng）油汙的（de）薄膜和殘渣時，還需（xū）加熱或加入化學添加劑。特別是醫藥、精細化（huà）學、生物技術工廠等領域，必須用溶劑才（cái）能清除。

2.清（qīng）洗頻率

清洗頻率是由工藝操作過程決定的。例如，一個多用途的化學醫藥設備，生產出的產品需要每（měi）個月進行更換，就需要製定一個完整的清洗計劃（huá）；一個批量（liàng）生產不同顏色染料的（de）工廠，就要每（měi）天或每周對設備進（jìn）行清洗（xǐ）。通常經常清洗設備要比有沉積物後再清洗效果好（hǎo）得多。清洗頻（pín）率對設備（bèi）設計所需的精密度有（yǒu）一定（dìng）程度的影響。

3.節省費用

在評估清洗係統的成本效益時，費用的節省是一個主（zhǔ）要方麵。對於醫藥設備，通常在不同藥物生產中間需要間隔6〜8天（tiān）來清洗設備，占了相當（dāng）大一部分生產時間。按一年計算，間隔時間就（jiù）是60天，既無生（shēng）產能力，也無經濟（jì）效益。無論什麽類型的企業，當考慮到勞動力成本時，一般都采用（yòng）減小企業規模的辦法（fǎ），並充分利用現有的人（rén）力資源。清洗（xǐ）被認為是非生產（chǎn）性的、勞（láo）動強度大的行業。實際上，在很多工業（yè）生產中，清洗是一個完整過程的一部分，能否節（jiē）省費用，關鍵在（zài）於是否通過自（zì）動化或半自動係統（tǒng）完成。

噴射清洗工藝及設（shè）備

噴射清洗主要（yào）用於不易搬動或外形結構決定它不適用於浸泡或循環清洗的大型工件。

噴射清洗（xǐ）工（gōng）藝

噴射清洗是利用噴射出的水或清洗液的（de）衝擊力使汙垢解離分散的，並能充分發揮清洗（xǐ）液的（de）洗滌溶解作用，加快了對汙垢的清洗速度。

噴射清洗工藝過程可劃分為以下幾個基本（běn）過程：汙（wū）垢微粒剝離（lí）被清洗表（biǎo）麵、流液使汙垢微粒處於懸浮狀態，將汙液送往過濾（淨化）裝置。其中汙垢微粒的（de）剝離過程是（shì）整個清洗過程的最基本過程。

噴（pēn）射清洗的分（fèn）類（lèi）

噴射清洗可根據噴嘴、工藝運（yùn）送方式、噴射壓力（lì）和射流聚集不同方式分類。

（1）根據射流壓力的大小分類可（kě）分為低壓（yā）噴淋（壓力在0.5MPa以下）、中壓（yā）噴洗（壓力在（zài）0.5~1.0MPa）和高壓（yā）衝洗（10MPa以上）3種。從原理上看，低壓和中壓噴（pēn）射清（qīng）洗是利用清（qīng）洗劑和（hé）水力衝刷的雙重作用達到去汙（wū）目的，而高（gāo）壓射流清洗則以水（shuǐ）力衝擊（jī）作用為主，清洗液所起（qǐ）的作（zuò）用很小。

（2）根據噴嘴情況分類：根據所（suǒ）使用的噴（pēn）嘴（zuǐ）情況把噴（pēn）射清洗分為兩類。

a.噴嘴位置固定的噴射清洗：噴嘴位（wèi）置固定，待清洗對象通過（guò）輸送帶或其他方式從噴嘴下（xià）方通過，清洗（xǐ）液（yè）通過噴嘴對待清洗對象進行清洗和漂（piāo）洗。這種噴射清洗適合於清洗對象是多個小（xiǎo）型物體的清洗。為使待清洗對（duì）象的各個側麵都（dōu）受到均勻（yún）的噴射清洗，必要時可設計成使待清洗對象旋轉或使噴嘴從不同方向同時噴射的組（zǔ）合（hé）結構。

b.噴嘴位置可以任意（yì）移動的噴射清洗：由人工控製噴嘴的噴射方向，適合於（yú）大型設備的容器壁麵、機器外形、飛機、火車外殼等（děng）的清洗。

（3）按待清洗對象輸送形式分類：按待清洗對象輸送形式可把噴射清洗（xǐ）分為七類。

a.萬能式噴射清洗待清洗：對象固定不動，人工手持（chí）噴汽噴槍對（duì）待清洗對象各個麵進行清洗。適合於清（qīng）洗重型，大型設備油汙及車輛外殼的灰塵。

b.旋轉（zhuǎn）式噴射（shè）清洗待清洗：對（duì）象置於自動旋轉的工（gōng）作台上，噴嘴（zuǐ）在進行180°的回轉中進行噴（pēn）射清洗，其中清洗液可循環使用（yòng），適（shì）合清洗小批（pī）量的機械零（líng）件上的（de）汙垢。

c.螺旋輸送式噴（pēn）射清洗：待（dài）清洗對象由螺旋槽輸送，先後經過清洗（xǐ）液清洗、清水漂洗與熱風吹幹三個工位。可清洗螺釘、螺母、鏈條、滾子等標準件及密集型放置的（de）小零件。

d.網帶式連續輸送（sòng）噴射清洗：待清洗對象由網帶輸送，先後通過清（qīng）洗液清洗（xǐ），清水（shuǐ）漂洗及壓縮空氣吹幹三個工位（wèi）。這種噴射清洗（xǐ）適用於機加工零件的工序間清洗。

e.網帶式步進輸送噴射清洗：待（dài）清洗對象由網帶輸送至清洗液清洗，清水（shuǐ）漂洗及壓縮（suō）空氣吹幹三個（gè）工位（wèi）後可停（tíng）止不動由噴嘴旋轉清（qīng）洗（xǐ）待清洗對象。

f.液壓步（bù）進式定位（wèi）噴射清洗（xǐ）：待清（qīng）洗對象須由液（yè）壓輸送至清洗、漂洗和吹幹工（gōng）序（xù）後停止不動，由噴嘴對準工件進行清洗。

g.懸掛（guà）鏈式噴嘴清洗：把（bǎ）待清洗對象掛於懸鏈（liàn）上（shàng）先後通過（guò）清洗、漂洗及吹幹工位。這種清洗適（shì）合於噴漆線和裝配線上工序的連續自動化清洗。

（4）根據（jù）射流和物質狀態分類按噴射的（de）物質的狀態可把噴（pēn）射清（qīng）洗分為（wéi）三（sān）類。

a.高壓液體清洗機：射流是液體（tǐ）介質，有常溫高壓和高溫高（gāo）壓兩種。

b.蒸汽清洗機：噴射出來的（de）是水蒸氣，利用水蒸氣冷凝時放（fàng）出的凝聚（jù）熱使（shǐ）汙垢受（shòu）到熔化或軟化而被清除。適合於粘性油汙垢的清洗和表麵形狀複雜的物體的清洗。

C.固液雙相射流清洗：固（gù）液雙相噴射清洗中的液相是（shì）水，固相是有一定粘度的石英砂或其他（tā）韌（rèn）性的固體顆粒，由於含有固體顆粒所以（yǐ）射（shè）流密（mì）度大、慣性大，在相同速（sù）度下比（bǐ）液體射流對垢層有更（gèng）大的衝擊作用。適合於對難溶（róng）的脆性汙垢進行清洗（xǐ）。

噴射清洗設備

根據工件輸送形式、射流的壓力、射流的物質狀態等噴射清洗設備可分為很多種。這裏（lǐ）簡單（dān）介紹一種常溫高壓水（shuǐ）射流清洗設備。

圖5-1是一種常溫高壓水（shuǐ）射（shè）流清洗裝（zhuāng）置示意圖。它是由動力（lì）機械、大功率的高壓水泵、輸水管道、高壓軟管、安全閥、儀表和噴槍等組成的。水（shuǐ）由輸水管道送至高壓（yā）水（shuǐ）泵經加壓（yā）後，經高壓軟管送至（zhì）噴嘴，被噴射至待清洗對象上。

圖5-1常溫高壓（yā）水射流（liú）清洗裝置結構示意圖

圖片P259頁

1.高壓水射流清洗裝置的組成（chéng）

高壓水射流清洗裝置（zhì）主要由高壓柱（zhù）塞泵、動力設備、噴嘴、高壓軟管及工作附件等組成。

a.高壓柱塞（sāi）泵：高壓柱塞泵是高壓水射流清洗裝（zhuāng）置中最重要的部件。在柱塞泵中，柱塞在防漏的填料函內移動而（ér）不與泵（bèng）管內壁接觸。柱塞（sāi）泵隻有一個固定的填料函而（ér）便於維護，其（qí）傳動係統（tǒng）和輸液係統是分離的（de），能保（bǎo）證良好的密封，適用於高壓下工作。這正是高壓水射流清洗中廣泛采用柱塞（sāi）泵的主要原因。

b.動（dòng）力部分：動力（lì）源通常為柴油機或電（diàn）動機（jī）。為方便現場施（shī）工，一般車（chē）載的高（gāo）壓水射流清（qīng）洗裝（zhuāng）置的動力源為柴油機，尤其適合在不具備大功率電源的工廠或車間使用。一些（xiē）小型高壓水射流清洗裝置常用電動機作動力源。

c.高壓軟管：高壓水泵和噴嘴之間需通過高（gāo）壓管路連接。高壓軟管由內管、增強層和外皮（pí）三部分組（zǔ）成。內（nèi）管輸送水，增強層提（tí）高（gāo）內管的強（qiáng）度以耐受高壓，外皮起保護作用（yòng），以防止腐蝕和機械損傷（shāng）。高壓軟管的增強層用鋼絲編織，一般有2〜3層。

d.噴嘴及工作附件：高壓（yā）水經高壓軟管到達噴嘴及（jí）工件。噴嘴的作用是將（jiāng）高壓低流（liú）速的水轉化為低壓高流速的射流。噴嘴及（jí）附件是影響清洗效果的重要因素。噴嘴一般由特種材料製（zhì）成，有圓柱形和扁平（píng）形兩種形狀的噴嘴。圓柱形噴嘴射程遠，但作用麵積小；扁平形噴嘴的射程較（jiào）短，但作用麵積大。同一型號的噴嘴有不同的口徑（jìng），一般為1.5〜2.1mm，口徑小的噴（pēn）嘴適用於高壓力低流量的清洗，反之則選用大口徑的噴嘴。

2.高壓水射流清洗的主要參數

a.工作壓（yā）力（lì）的確定：在高壓水射流清洗中，決定清洗效果最主要的參數是工作（zuò）壓力。壓力過大，對設（shè）備要求就高，清洗成本提（tí）高。同時，過高的壓力射流到工件表麵可能反射回去，形成幹擾，抵消了水壓的作用。壓力過小則清洗不（bú）徹底。工作壓力應根據（jù）汙垢性能、結垢程度、工作結構等綜合考慮。目前（qián）工作壓力常用類比法或試（shì）驗法確定。表5-1是常見沉積物用高壓水射流清洗選用（yòng）的工作壓力。

表（biǎo）5-1常見沉積物選用的清洗噴射水（shuǐ）壓力

表格P260頁（yè）

b.噴射流量及速度的確定噴射的實際流量一（yī）般取泵的額定流量，射（shè）流的（de）速度可由下式（shì）得出：

υ=2p/ρ

式中：υ一流量，m/s；

p—工作壓力，MPa；

ρ一液流密度，kg/m³。

c.載荷麵所受打擊力的經驗確定連續射流垂直打擊平坦（tǎn）表麵時載荷麵所受的打（dǎ）擊力F的經驗計算公式如下：

F=2.655×10-⁴×Ap1.5

式中：F—載荷麵所受打擊力，N；

A—噴嘴的截麵積，m²；

p—工作壓力，MPa。

d.噴射距離的確定：噴射距（jù）離是指噴嘴到被清洗工（gōng）件表麵的距離。噴射距離過大或過小都使清洗效（xiào）率降低（dī）。噴射距離過大，射流（liú）擴散程度大，功率損失就增大；噴射距離（lí）過小，自然除垢麵積就小。實際證明，對一般工件表麵的油（yóu）脂的清洗，噴射距離以噴嘴直徑的150〜300倍為宜。

e.入射角的確定：入射角是指射流（liú）和被清洗表（biǎo）麵的夾角。應根據汙（wū）垢的特（tè）性和試驗確定。若清（qīng）洗一般的油脂，入射角一（yī）般確定為17°，對於核反應堆工（gōng）藝房間的清洗，入（rù）射角以60°〜70°為佳。

3.高壓水射（shè）流（liú）的應用

隨著高壓水射流清洗技術（shù）的日益成熟，其清洗範圍、被清洗設（shè）備和所清洗的垢層等方麵也日趨廣泛。以下是（shì）高壓水清洗在各個工業領域（yù）應用的情況。

石油化（huà）學工業：各（gè）類（lèi）換熱器、蒸發器、反應塔、反應釜、管道、鍋爐；

油（yóu）氣田：采油管、輸油管線、貯罐、輸氣管線；

船舶工業：船體表麵的海生生物、漆鏽清除，船內設備清洗；

冶金工業：鋼鐵材料（liào）除氧化皮，鑄件清砂，高（gāo）爐清渣，管道疏通；

市政工程（chéng）：下水排汙管道、煤氣（qì）管道、水處理廠；

電（diàn）力工業：氣輪機葉片、換熱設（shè）備、蒸發器、鍋爐、管線等；國防工業：彈藥除廢、火箭固體推進劑清除等；交通工業：油槽車油汙清除，機車清洗。