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淺述洗瓶機(jī)熱交換器的技術(shù)改造
來源: 《華夏酒報(bào)》  2007-05-23 15:38 作者:【河南藍(lán)牌酒業(yè)有限責(zé)任公司/李清江】
     洗瓶機(jī)洗瓶時(shí)所使用的熱水,是外來供應(yīng)的高壓蒸氣,經(jīng)過熱交換器的熱傳遞原理,把蒸氣所攜帶的熱量通過傳遞的物理方式,交換給循環(huán)流過的自來水,通過熱量置換,從而使冷水溫度逐步上升,蒸氣溫度逐漸下降,周而復(fù)始,達(dá)到蒸氣熱量和冷水溫度交換的目的,使用熱水對回收瓶進(jìn)行清洗消毒。
     熱交換器的熱傳遞速度、傳遞效率、自身熱能消耗等各項(xiàng)指標(biāo),對洗瓶機(jī)初始加溫時(shí)間長短、中間回收瓶清洗效果、蒸氣消耗量等指標(biāo)都會產(chǎn)生一定的影響。下面對熱交換器的工作原理、現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)使用中的弊端及解決問題的新思路做以簡要的介紹。
     一、熱交換器的工作原理
     洗瓶機(jī)的熱交換器是由蒸氣進(jìn)出口、密封罩、交換管、密封外殼等部件組成。其中最關(guān)鍵的部件是交換管和密封罩,交換管是由20根相互獨(dú)立的33mm的鋼管加工成U型,按2、4、6、8排成一體,把20根管子的40個(gè)管口分成上、下兩個(gè)部分整齊的焊接在一個(gè)鋼板平面上,中間用隔板隔開,上下20根管口自成一體,用熱交換器蓋板密封,形成進(jìn)出兩個(gè)獨(dú)立的空間。上部的20根管口負(fù)責(zé)蒸氣的進(jìn)入,當(dāng)蒸氣由上部的進(jìn)氣口進(jìn)入管道后,洗滌水在壓力泵的作用下,冷水流經(jīng)交換管的周圍,通過熱傳遞的方式,吸收交換管里的熱量,水溫逐步升高。交換管里的蒸氣把熱量傳遞給洗滌水后,大部分熱量被吸收走,溫度迅速下降,這時(shí)就形成一定量的廢氣和冷凝水。下部的20個(gè)管口負(fù)責(zé)排出熱交換器的廢氣和因熱交換產(chǎn)生的冷凝水,經(jīng)過下端的疏水器流出,這就是熱交換器的基本工作原理。
     二、熱交換器使用中較易出現(xiàn)的問題
     1.熱交換器的工作效率下降較快
     由于洗瓶機(jī)清洗的外來回收瓶,渠道較復(fù)雜,環(huán)節(jié)較多,瓶子上面有一些泥土、砂石、粘合劑、紙纖維等,需要用濃度為2.5%,溫度為80°的熱堿水進(jìn)行清洗消毒。由于水中含堿量較大,又是不停的流經(jīng)熱交換器,就大大增加了外來物粘附在熱交換管道上的幾率,再加上標(biāo)簽上有許多粘合劑,就更容易結(jié)垢了,熱交換器投入使用不到一個(gè)月,就出現(xiàn)加溫速度慢,蒸氣消耗量上升等現(xiàn)象。
     2.交換管上污垢清除比較困難
     熱交換器是由20根33mm管制成的U型彎,實(shí)際上是40根管道,排列比較密集,管與管之間間隙較小,污垢堵塞后,即使撤下熱交換器,清洗也比較困難,都是些碎玻璃、泥土、殘堿和著粘合劑,就像水泥一般,堅(jiān)硬無比,幾個(gè)人同時(shí)清除也要幾個(gè)小時(shí),不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不易清除干凈,還較容易對熱交換管形成傷害,造成設(shè)備隱患。
     3.整體交換器拆裝比較困難
     由于每年至少要4次對熱交換器進(jìn)行清洗、除垢,所以對拆裝所用的時(shí)間要求比較緊,對安裝質(zhì)量要求比較嚴(yán)格。因?yàn)闊峤粨Q器的表面積有0.5㎡左右,并且通過的蒸氣壓力有0.5-0.6MP,承受的壓力巨大,熱交換管、密封罩、洗瓶機(jī)機(jī)體、兩層密封墊加起來有120mm厚,緊固要求比較高,四周平穩(wěn),逐步緊固,最后加力,避免偏面,否則會出現(xiàn)漏氣。密封時(shí)使用的緊固螺栓比較大,一般是用36×150mm,并且有48個(gè)之多,拆裝比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。據(jù)統(tǒng)計(jì),單單是拆裝交文章來源華夏酒報(bào)換器上的螺栓,每次4個(gè)人還要花費(fèi)4個(gè)多小時(shí)才能完成。
     三、對熱交換器的技術(shù)改造
     經(jīng)過近幾年的生產(chǎn)工作實(shí)踐,結(jié)合洗瓶機(jī)技術(shù)參數(shù),摸索出一些對洗瓶機(jī)熱交換器的技術(shù)改造,從而更適合生產(chǎn)中的應(yīng)用。供同行參考,如有不當(dāng)之處敬請批評指正,為中國的啤酒事業(yè)共同努力。
     1.減少熱交換器的清洗次數(shù)
     要想減少熱交換器的清洗次數(shù),就得能有效的減少熱交換器表面上的污垢粘附,降低管道和管道之間的堵塞程度。由于熱交換器是在一個(gè)相對密閉的水的循環(huán)空間里進(jìn)行熱能的傳遞,現(xiàn)在的熱交換設(shè)備,每個(gè)班次生產(chǎn)結(jié)束后,不能及時(shí)對熱交換器進(jìn)行清洗,不能徹底清除掉粘附在熱交換器上的污垢,久而久之,在熱交換器的表面形成污垢層。有的企業(yè)雖然已經(jīng)使用了堿液在線過濾器,但是效果不太理想,它只是簡單的對堿液進(jìn)行過濾,而不能有效的對熱交換器進(jìn)行清洗。有的企業(yè)因資金緊張等原因,還沒有安裝在線過濾器,只是簡單的把洗瓶堿液水打到沉淀池里,經(jīng)過10小時(shí)的物理沉淀,放掉下面的沉積物,上面澄清的堿水重新利用。
     解決方法:在洗瓶機(jī)的另一面,即熱交換器尾部的機(jī)體上,對準(zhǔn)熱交換管的部位,開一個(gè)200×200mm的方孔,并安裝上法蘭,配上可以自由開關(guān)的閥門,管道的一端連接閥門,另一端和堿液回收的管道相連接。在每個(gè)班次生產(chǎn)結(jié)束后,對堿液進(jìn)行回收沉淀時(shí),打開后面的控制閥門,讓待回收的堿液在1#泵的動力作用下,通過熱交換器尾部的開口處流出,壓力在0.1-0.15MP左右,由于開口處水流較大,流速較快,并且又有壓力,對熱交換管上當(dāng)日粘附的污垢能進(jìn)行有效的沖刷,最大限度地 降低了污垢粘附熱交換管的速度,有效延長了熱交換器的清洗周期。
     我公司在沒有使用此方法前,產(chǎn)品每生產(chǎn)5000KL左右,就要對熱交換器進(jìn)行一次清洗,如不及時(shí)清洗,加熱速度就明顯降低,蒸氣消耗會有一定的加大。經(jīng)過對熱交換器的尾部出水口改進(jìn)后,現(xiàn)在基本上10000KL左右清洗一次,加熱速度和效果明顯得到改善。
     2.冷凝水的回收再利用
     蒸氣從熱交換器里經(jīng)過,利用熱交換傳遞的原理,有不少的廢氣和冷凝水從熱交換器下端的疏水口流出,并且都是90℃左右的熱水,流失比較可惜。
     解決方法:用15mm鋼管和疏水口的一端相連接,接到1#堿液儲存槽,用作補(bǔ)充1#槽的水消耗量。1#槽因蒸氣蒸發(fā)、除標(biāo)網(wǎng)帶出等消耗原因,生產(chǎn)中經(jīng)常需要進(jìn)行補(bǔ)水,用冷凝水補(bǔ)充消耗的水量,既不增加成本,又能降低水消耗,并且還能降低噸酒蒸氣使用量(因冷凝水的溫度在90℃以上,流到1#槽后不需要重新加熱),是一項(xiàng)極其簡單又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的改造方法。
     3.熱交換器密封裝置的改造
     廠家生產(chǎn)的熱交換器密封是三位一體的,機(jī)體、熱交換管、密封罩是相互組合在一起的,拆裝比較麻煩,費(fèi)時(shí)費(fèi)力不說,也無法真正保證安裝的質(zhì)量,每次拆裝熱交換器都是一次大的工作項(xiàng)目。
     解決方法:要想解決熱交換器的拆裝難題,就首先要弄清機(jī)體、交換管、密封罩三者之間的關(guān)系和相互密封的動機(jī)。熱交換管和密封罩之間的密封質(zhì)量要求比較高,因?yàn)樗麄兌咧g的壓力比較大(0.5-0.6MP),壓力介質(zhì)又是蒸氣,壓力危險(xiǎn)系數(shù)高,溫度滲透能力強(qiáng),對密封方面的要求相對較高。而熱交換管和機(jī)體之間的密封相對沒有太嚴(yán)格的要求,因?yàn)樗麄兌咧g承受的單位壓力比較小,只有0.05-0.15MP,壓力介質(zhì)又是水,滲透能力不是太強(qiáng)(相對蒸氣而言),對密封要求不是太嚴(yán)格。根據(jù)三者之間對密封質(zhì)量要求的高低不同,我們把熱交換管和密封罩作為一個(gè)密封系統(tǒng),單獨(dú)進(jìn)行密封,把整體的熱交換器和機(jī)體作為一個(gè)密封系統(tǒng)進(jìn)行密封。整個(gè)加熱系統(tǒng)分成兩個(gè)密封系統(tǒng),根據(jù)密封質(zhì)量要求的不同,分別進(jìn)行密封。這樣做有以下好處:
     1.縮短了熱交換管和密封罩之間緊固螺栓的長度,以前三位一體時(shí),用的緊固螺栓長度為150mm,現(xiàn)在緊固螺栓的長度只有100mm,縮短了三分之一,這樣更容易保證密封效果,而且省時(shí)省力,易于操作,便于維修。
     2.如果是只有密封罩和熱交換管之間的石棉密封襯墊損壞,發(fā)生漏氣現(xiàn)象,以前要把整個(gè)熱交換器拆下,重新進(jìn)行整體的密封,因?yàn)闊峤粨Q管和機(jī)體之間的密封襯墊一旦打開,就會失去還原密封效果,必須更換新的石棉襯墊,往往因?yàn)橐恍┬〉穆夤收?,就要大動干戈,全部拆下熱交換器,勞神費(fèi)力?,F(xiàn)在如果要更換密封罩和熱交換管之間的襯墊,可直接打開密封罩,不用拆整體的熱交換器,簡單易行,熱交換管和機(jī)體之間的密封也不會出現(xiàn)泄露的現(xiàn)象,節(jié)省了大量的人力物力,特別是在旺銷季節(jié),更能贏得寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。
     據(jù)實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在使用此方法對密封襯墊進(jìn)行更換,4個(gè)人一個(gè)半小時(shí)基本完成任務(wù),而且質(zhì)量有保證,合格率達(dá)到100%,沒有出現(xiàn)一次返工現(xiàn)象,比以前更換節(jié)省了一半的時(shí)間,安裝效果也有所提升。
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編輯:張怡
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