化學(xué)清洗現(xiàn)場(chǎng)案例之
——水冷式冷凍機(jī)的熱交換器清洗

伊藤日出生

（日本化學(xué)，日本，9990011）

化學(xué)清洗現(xiàn)場(chǎng)案例之
——水冷式冷凍機(jī)的熱交換器清洗

伊藤日出生

（日本化學(xué)，日本，9990011）

本研究介紹了水冷式冷凍機(jī)的熱交換器清洗的成功事例，由于事先獲取的現(xiàn)場(chǎng)情報(bào)準(zhǔn)確，硅質(zhì)水垢被作為主要的清洗對(duì)象，并收到了良好的清洗效果。

化學(xué)清洗；水冷式冷凍機(jī)；熱交換器；硅質(zhì)水垢；氟化銨

空調(diào)設(shè)備維修公司維護(hù)的水冷式冷凍機(jī)的熱交換器出現(xiàn)了問(wèn)題，打算盡快對(duì)熱交換器實(shí)施化學(xué)清洗，于是給伊藤日出生打來(lái)了緊急求助電話(huà)。

該公司是從一家上市公司的母公司獨(dú)立出來(lái)的集團(tuán)公司，是營(yíng)業(yè)范圍遍布全日本各市縣的大型企業(yè)。伊藤日出生所在的化學(xué)清洗公司完全具備冷凍機(jī)淤泥清洗和簡(jiǎn)單水垢清洗的實(shí)力，長(zhǎng)期從事供水管清洗、高架水箱和貯水箱清掃、空冷式空調(diào)機(jī)散熱片清洗、低溫水管清洗及所有空調(diào)設(shè)備的相關(guān)維修服務(wù)。同時(shí)，伊藤日出生所在的化學(xué)清洗公司還提供清洗后的廢液處理零排放的清洗劑，以及清洗難度大的重負(fù)荷清洗委托事宜。顧客涉及多個(gè)方面，有政府機(jī)關(guān)、銀行、學(xué)校、農(nóng)業(yè)合作社、鐵路公司，從大小型的企業(yè)、工廠(chǎng)到事務(wù)所，委托清洗范圍包含所有業(yè)種的所有空調(diào)種類(lèi)的清洗。

這次事件的委托內(nèi)容是JA運(yùn)營(yíng)的超市敞開(kāi)式柜臺(tái)用冷凍機(jī)，其熱交換器（冷凝器）能力降低，冷凍食品的保存出現(xiàn)了故障。因此，想盡快解決該問(wèn)題。

在緊急委托伊藤日出生所在的化學(xué)清洗公司之前，空調(diào)設(shè)備維修公司已經(jīng)先行對(duì)冷卻水系統(tǒng)和冷凍機(jī)做了調(diào)整，可就是沒(méi)有辦法使熱交換器恢復(fù)正常的運(yùn)行。由于冷凝器是殼管式，空調(diào)設(shè)備維修公司的維修人員拆開(kāi)夾套水端蓋，用黃銅刷清掃了銅管。然而，采用物理方法刮除，反復(fù)幾次也奈何不了頑固的水垢。因此，該公司委托伊藤日出生所在的化學(xué)清洗公司對(duì)熱交換器實(shí)施化學(xué)清洗。圖1 是水冷式冷凍機(jī)，圖2是黃銅刷，圖3是殼管式冷凝器。

圖1 水冷式冷凍機(jī)

圖2 黃銅刷

圖3 殼管式冷凝器

平時(shí)委托伊藤日出生所在化學(xué)清洗公司實(shí)施清洗的企業(yè)，除了是高難度的化學(xué)清洗外，都聲明必須將清洗廢液作為工業(yè)廢棄物妥善處理。正是這樣，這些工作對(duì)于伊藤日出生所在化學(xué)清洗公司來(lái)說(shuō)才是大受歡迎的工作，而且是真正高附加值的工作。圖4是用黃銅刷清掃銅管的照片，圖5開(kāi)放式冰柜的照片。

圖4 用黃銅刷清掃鋼管

圖5 開(kāi)放式冰柜

1 這次現(xiàn)場(chǎng)事件的特點(diǎn)

平時(shí)化學(xué)清洗的現(xiàn)場(chǎng)事件中，運(yùn)行不良的部位并不是特定的，因此，伊藤日出生所在的化學(xué)清洗公司與空調(diào)設(shè)備維修公司雙方共同探討并確定事故部位。但是，這次針對(duì)的是緊急情況，維修公司已經(jīng)事先調(diào)查并確定了運(yùn)行不良的機(jī)器，而且該公司并不指望自身技術(shù)有好的結(jié)果，因此，決定向伊藤日出生所在的化學(xué)清洗公司提出委托清洗。伊藤日出生所在的化學(xué)清洗公司認(rèn)為：熱交換器狀況不佳的主要原因是熱交換器上附著有水垢，應(yīng)該從掌握的所有信息推側(cè)水垢的性質(zhì)。然而，考慮到情況緊急，沒(méi)有時(shí)間按照前述步驟實(shí)施水垢的清除。與往常不同，本次清洗除了肉眼觀察運(yùn)行不良的機(jī)器和發(fā)生故障的實(shí)物外，沒(méi)有預(yù)先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行清洗的相關(guān)試驗(yàn)，就在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。

2 聽(tīng)取事件狀況調(diào)查

事件現(xiàn)場(chǎng)離化學(xué)清洗公司很遠(yuǎn)，調(diào)查現(xiàn)狀后再運(yùn)送準(zhǔn)備的必要材料和機(jī)器到事故現(xiàn)場(chǎng)，花費(fèi)時(shí)間過(guò)多，恐怕趕不上緊急事故的處理。于是，化學(xué)清洗顧問(wèn)伊藤日出生首先與拆開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)冷凝器夾套水的維修公司負(fù)責(zé)人聯(lián)系，聽(tīng)取關(guān)于維修現(xiàn)場(chǎng)的詳細(xì)調(diào)查情況。因?yàn)殚L(zhǎng)期在一起工作，彼此間都非常了解對(duì)方的工作方法，這一點(diǎn)非常幸運(yùn)。對(duì)于為了切實(shí)解決這次事件的清洗方來(lái)說(shuō)，為了在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的第一時(shí)間就能立即向冷凝器注入清洗藥品，伊藤日出生委托維修公司事先設(shè)置了插入螺紋接管的配管接頭，確認(rèn)了用于清洗劑稀釋和水沖洗的水龍頭，以及確保清洗泵運(yùn)轉(zhuǎn)的100V電源。以上3點(diǎn)在伊藤日出生到達(dá)之前，全部由維修公司人員準(zhǔn)備完畢，以便化學(xué)清洗人員一到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就能立刻投入化學(xué)清洗作業(yè)。

伊藤日出生通過(guò)手機(jī)與維修員相互確認(rèn)了必要的技術(shù)詳情，到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)的最短路線(xiàn)地圖均通過(guò)傳真送達(dá)伊藤日出生所在的公司。伊藤日出生一邊再次確認(rèn)利用高科技設(shè)備做后盾的精彩之處，一邊準(zhǔn)備清洗所需藥劑。

3 現(xiàn)場(chǎng)水垢狀況及推理

為了確保能在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束化學(xué)清洗作業(yè)，化學(xué)清洗公司必須選擇合適的清洗劑。對(duì)此，必須事先掌握待清洗現(xiàn)場(chǎng)的水質(zhì)。

現(xiàn)場(chǎng)的情況是：維修公司的技術(shù)員已經(jīng)打開(kāi)冷凝器，用刷子進(jìn)行了刷洗，并用改錐頭削掉水垢弄碎。伊藤日出生在聽(tīng)取了這名維修公司技術(shù)員的詳細(xì)報(bào)告后，了解了水垢色調(diào)、硬度和水垢弄碎時(shí)的情況，對(duì)這次事件的罪魁禍?zhǔn)住傅姆N類(lèi)、性質(zhì)有了判斷。根據(jù)長(zhǎng)期從事化學(xué)清洗的經(jīng)驗(yàn)，伊藤日出生只需從水垢的色調(diào)和水垢結(jié)晶破碎時(shí)的硬度，就可輕易判斷出水垢是鈣質(zhì)水垢還是硅質(zhì)水垢。圖6是熱交換器結(jié)垢后的情形。

圖6 熱交換器結(jié)垢后的情形

4 硅質(zhì)水垢清洗劑的準(zhǔn)備

對(duì)于導(dǎo)致這次熱交換器運(yùn)行不良的罪魁禍?zhǔn)?，伊藤日出生沒(méi)有在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)肉眼觀察，也沒(méi)有進(jìn)行水垢的溶解度試驗(yàn)，心里多少有點(diǎn)不安。但是，伊藤日出生首先判斷熱交換器的水垢大概是硅質(zhì)水垢。冷凍機(jī)的制冷量為20t，使用清洗劑的量并不需要很多。但是，在每日連續(xù)的酷熱天氣中，雖然冷凍機(jī)的高壓多次反復(fù)下降，但伊藤日出生還是認(rèn)為冷凍機(jī)是在高壓下運(yùn)行的。因此，冷凍機(jī)上應(yīng)該附著了一層很厚且相當(dāng)頑固的水垢。由于硅質(zhì)水垢清洗劑加入量多，為了保證清洗過(guò)程中清洗劑與水垢能夠順利進(jìn)行反應(yīng)，在制造清洗劑時(shí)加入了起調(diào)和作用的表面活性劑和緩蝕劑等試驗(yàn)藥品。

為了不至于有遺忘物，伊藤日出生再次仔細(xì)去看了看出事冷凝器的清洗照片和模擬圖，從藥品、接頭到工具箱，確認(rèn)各項(xiàng)物品齊全后就出發(fā)去事故現(xiàn)場(chǎng)。

5 化學(xué)清洗的開(kāi)始

待確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)情況與之前方案一致后，清洗人員往清洗箱中注入最低限度的循環(huán)水，確認(rèn)安裝的回路不漏水后，開(kāi)始往清洗箱中投入清洗劑。伊藤日出生及其搭檔仍按照理論步驟，先從投入淤泥清洗劑開(kāi)始。投入淤泥清洗劑數(shù)分鐘后，僅有微量泡沫產(chǎn)生。因?yàn)橄惹坝盟⒆铀⑾催^(guò)銅管，所以認(rèn)為淤泥全部清洗干凈了。

接下來(lái)進(jìn)行鈣質(zhì)水垢的清洗。為了取得強(qiáng)力清洗效果，伊藤日出生使用了以鹽酸為主成分的無(wú)機(jī)酸清洗劑。鹽酸與隨后投入清洗箱的氟化物反應(yīng)，能夠生成清洗硅垢所必需的氟化氫。慢慢地投入清洗劑，清洗箱中逐漸出現(xiàn)泡沫。為了進(jìn)一步促進(jìn)反應(yīng)，清洗人員在清洗液中添加了表面活性劑。但是，并沒(méi)有出現(xiàn)預(yù)想的大量泡沫。通過(guò)此項(xiàng)清洗作業(yè)，鈣質(zhì)水垢在短時(shí)間內(nèi)被去除。如果殘留有鈣質(zhì)水垢，接著投入關(guān)鍵的氟化合物，鈣質(zhì)水垢就會(huì)與氟化合物反應(yīng)生成氟化鈣。如果生成了氟化鈣，將這種氟化鈣溶解反倒是一項(xiàng)重要的清洗作業(yè)。因此，在這里容易產(chǎn)生“欲速則不達(dá)”的情況。從這里開(kāi)始才是硅垢清洗的正題。至此，所有情況都如推測(cè)的那樣順利進(jìn)行。

6 硅質(zhì)水垢清洗

對(duì)于沒(méi)有親眼看到的化合物（水垢）是經(jīng)過(guò)推理得出的，從清洗進(jìn)展的情況來(lái)看，化學(xué)清洗正像是腦海中預(yù)想的畫(huà)面一樣?；瘜W(xué)清洗起主要作用的酸性氟化銨，使用量為循環(huán)保有水量的1%左右即有效果。單獨(dú)清洗回路使用的保有水量少，因而使用少量的藥品也能達(dá)到效果。溶液在清洗箱內(nèi)順利循環(huán)，計(jì)算好的藥品要緩慢投入清洗箱。先前投入的鹽酸與酸性氟化銨反應(yīng)，生成氟化氫。此時(shí)產(chǎn)生的氣體是氨氣，不過(guò)由于添加量少，幾乎沒(méi)有臭味。氟化氫溶解硅質(zhì)水垢的速度較慢，清洗溶液循環(huán)不久后就發(fā)現(xiàn)，溶液表面漂浮著一層白色的細(xì)小泡沫。瞬間清楚這種泡沫大概是硅質(zhì)水垢，確認(rèn)進(jìn)行的是硅質(zhì)水垢清洗。之后反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，整個(gè)清洗箱都被白色泡沫覆蓋。如果追加藥品也不再反應(yīng)，即可視為硅質(zhì)水垢的清洗反應(yīng)結(jié)束。照理說(shuō)，反應(yīng)很順利應(yīng)該感到踏實(shí)才是，現(xiàn)在卻好像有些惴惴不安。在廢液處理前，追加微酸性氟化銨后，清洗液的酸性pH慢慢降低，同時(shí)檢查銅管的金屬表面處理情況。因?yàn)轳R上確認(rèn)了溶出的銅離子在增加，因此，伊藤日出生決定用水稀釋清洗液，以提高清洗液的pH值。至此，伊藤日出生深信硅質(zhì)水垢的清洗完美結(jié)束。

7 清洗后的處理

由于采用強(qiáng)酸清洗，水洗后要用強(qiáng)堿中和，再進(jìn)行金屬防銹處理。

8 冷卻水系統(tǒng)的連接與通水

化學(xué)清洗結(jié)束后，不久前著手準(zhǔn)備清洗工作的維修公司的技術(shù)員與化學(xué)清洗公司的清洗人員一起，拆除了為單獨(dú)清洗而安裝的回路，然后連接好接頭和短配管，打開(kāi)冷卻水系統(tǒng)的水泵，向熱交換器通水。

9 冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)

由于冷卻水瞬間流經(jīng)熱交換器，接通了冷凍機(jī)的電路后，當(dāng)高壓表壓力低于規(guī)定的值時(shí)，冷凍機(jī)立刻停機(jī)，由此，清洗作業(yè)宣告園滿(mǎn)完成。

10 熱交換器內(nèi)部

伊藤日出生和搭檔壓根就沒(méi)有見(jiàn)過(guò)熱交換器內(nèi)部的狀況，但根據(jù)推測(cè)就判斷事故的始作俑者，并選擇了正確的清洗劑和清洗方法，輕松愉快地解決了問(wèn)題。

雖然心中想著針對(duì)哪種水垢采取怎樣的應(yīng)對(duì)措施，準(zhǔn)備了很多種類(lèi)的清洗劑和試劑、添加劑，面臨精神不安及各種各樣的挑戰(zhàn)，但是，沒(méi)想到的是：這次只是一次普通的硅質(zhì)水垢清洗，在現(xiàn)場(chǎng)事件的文件中只能算是一次簡(jiǎn)單的事故。需要明白的一點(diǎn)是，公認(rèn)口感好的水，水質(zhì)一定是富含硅的水。

本文譯自2016.2《食品與科學(xué)》

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