水刀在工业领域中，各个行业都要用到大量的保温、冷却、换热设备，特别在石油化工行业此类设备往往占所需清洗设备的一个很大比例。根据具体用途的不同，换热器的结构型式、外形尺寸各异，但量大面广的有列管式、U形管式、浮头式等。这类换热器材的共性在于分为管程和壳程2个不同的工作区间，不同工作区间的介质（可能相同也可能不同）在流动过程中通过与管道内外壁的接触达到传热的目的。这样，在其工作时的温度、压力、介质的物理与化学作用下，往往在换热器管道内外壁附着产生污垢，使设备的传热系数降低、物料流通面积变小，增大设备运行时的能耗与物耗，严重时使设备不能正常工作。因此，在平时正常运行期间和检修期间都需经常对其污垢进行清洗，以恢复设备性能，达到生产工艺的要求。管壳式换热器材的清洗分为管程和壳程2部分，现分别予以讨论。

    通常用高压水射流清洗管程的污垢，所采用的方法有：

    (1)人工手持刚性喷杆作业：用一外径小于换热器管内径的刚性管（一般控制单边间隙在2mm左右）连接于软管上，另一端连接相应的固定喷头或旋转喷头（或采用液压、气动方式使喷杆本身旋转），由人工递进管道内进行清洗，脚踏控制阀用来控制高压水的开启与关闭，对于清洗换热器为直管的列管式换热器材很有效。这种方法简便易行，但由于刚性喷杆的进给作业需要一定的距离和空间，因此对较长的换热器需多人手持喷杆协同作业，劳动强度较大。在清洗在线设备时，一般需要搭设脚手架进行作业。

    (2)人工手持柔性软管作业：有些换热器的管道不是直管，而是有一定曲率半径的弯管，如U形管换热器、立式锅炉水管等，采用刚性喷杆作业就难以适应，此时可采用柔性软管作业。柔性软管的种类有金属制造的小直径柔性管和外包敷有橡胶或塑料的多层钢丝缠绕软管。为了保证安全，软管的一端应连接适当长度的一段硬管后再与喷头相连，硬管的长度应保证在清洗时软管在管道内不会突然反向冲出管道而使作业人员受到伤害。

    用软管清洗管道内壁时，同样由操作人员通过脚踏控制阀来控制高压水的开启和关闭。此时所采用的喷头可为力平衡型（即多眼喷头的前后向喷射射流反冲力相互平衡），由人工递进进行清洗；也可采用具有自进性能的喷头（依靠喷头向后喷射时所产生的反冲力推动喷头沿管道前进）进行清洗。但为了安全不宜采用前向喷头，并应采用喷头护套以避免由于射流反冲力使喷头突然由管路内退出伤人。采用柔性软管人工作业的情形。

    上述2种作业方法的优点是简便易行，适应性广，特别是可使换热器进行在线清洗，适应运行中设备抢修的需要；缺点是劳动强度大，作业效率较低。

    (3)机械化清洗作业：由于清洗工作环境一般比较恶劣，随着射流清洗压力和流量的提高，使得人工操作越来越困难。近几年来随着射流技术的进步，特别是旋转密封技术的进步，清洗作业的机械化开始普及应用。用于清洗换热器管程的专用设备。其工作原理为被清洗的管束在液压驱动的滚轴组上和清洗设备台架上的钻枪成一直线，在台架上可同时安装单根或多根刚性喷杆，喷嘴安装在喷杆的前端，喷杆在液压装置的驱动下进行旋转，并通过液压驱动直接伸人管内，在管内进行旋转并喷射高压水射流。在喷杆支架下安装有一升降平台，以使钻枪能够进入每根管内，确保每根管子均得到彻底清洗。这样的清洗装置需要建立大功率的清洗站。

    柔性喷杆的机械化清洗装置除了相应的工作台架具有垂直和水平进给以保证连接于柔性软管上的喷头能通过导向段与所需清洗的管道对中外，还采用一相应直径的绞盘（须保证高压软管的允许弯曲半径）执行回卷和进给软管的功能。此时应选用自进喷头进行清洗作业。一种手工操作柔性软管清洗管程的设备。作业时人工手持喷枪对准所需清洗的管道，打开扳机，在气动装置驱动下转盘放出并进给软管，加之喷头的射流反冲力使之沿管束前进；回程时由气动装置驱动转盘转动收回软管，以便清洗下一根管程。这一装置的特点是可快速清洗大量的小直径管束，较好地解决了小直径软管的动力进给问题。

    采用机械化清洗装置进行作业，不论是单喷杆装置还是多喷杆系统，一般都具有比较完善的自动化控制系统。除了简化操作程序、降低作业人员的劳动强度、加强工作现场的安全性外，由于喷杆、喷头由机械装置牢固地支撑递进，消除了人工操作时反冲力大对操作人员的限制，所以可直接使用大功率机组进行清洗作业，同时也避免了反溅水及污垢残渣对作业人员的不利影响，大大提高了清洗作业的效率和质量。随着清洗作业的专业化，具有多功能的、自动化程度较高的机械化清洗场将越来越受到重视。其不便之处是必须将换热器从生产线上拆卸下来集中清洗，但作业效率的提高完全可以补偿所造成的不便，特别适合大检修时的大批量清洗。

    同换热器管程的清洗相比，彻底地清洗换热器壳程的难度则相对大一些。因为一般工业用管壳式换热器列管数目庞大，管子之间相隔距离较小，此外在管束上还布置有若干导流板，使得一般的喷枪及清洗喷头难以接近内层管壁进行清洗。对壳程的清洗和对管程的清洗一样，正由初期的人工清洗逐渐转变到机械化清洗方面来。

    通常情况下人工手持喷枪可以清除壳程的大部分污垢，但对管间距较小的换热器则只能对壳程外边的几层管壁进行较好的清洗。或者采用较细的喷杆、扁平状的喷头伸人管间距内进行清洗。此时由于射流反冲力的影响，操作人员对稳定地操作喷枪可能会感到困难，并由于手持式喷枪射流反冲力的限制，水刀在人工作业时的射流机组功率也就受到了一定的限制。

    对经常有大量换热器需进行清洗的场合，最佳方式还是采用机械化作业清洗。一机械化清洗换热器壳程实例。这种装置一般都是将被清洗管束放于2个液压驱动的滚轴组上，使被清洗管束在作业中能按要求滚转，而喷嘴及其支架则通过液压、气动或电动方式完成所需要的进给运动。清洗中管束在滚轴组上旋转，喷嘴系统在支架上或上下、或左右进给，支架在导轨上沿管束平行移动，同时喷嘴在其活动机构的驱动下做弧形摆动，保证管束外部的所有部位均被彻底清洗。机械化清洗装置可采用大功率设备以带动多个喷嘴进行清洗，而使清洗作业效率成倍提高。

    除了管壳式换热器壳程外，另外还有一些设备的清洗类似于这种情况，如各种锅炉炉膛内的热水管道、空气预热器、烟道的清洗。在锅炉炉膛内热水管道外壁上经常沉积很厚的一层灰垢，其厚度根据所使用的煤质或燃油的品质而不同，特别当燃烧、通风不完全时会结成非常硬的烟垢。在这种管外壁清洗作业中，主要是清除管束外壁上的积垢。为了提高清洗质量和尽可能地清除积垢，操作人员应作业方式进行清洗，在这样清洗后，通常可近于完全恢复锅炉的效能。在清洗压力的选择上，50-60MPa是必要的，甚至可用到80MPa的压力。喷头应选择与工作压力和流量相匹配的圆柱形喷嘴。用于这种场合的清洗机组功率建议为llOkW，流量大约为75L/min。此外，在工作时应考虑到在锅炉中应有合适的排水孔，在炉膛内搭设必要的脚手架。锅炉类管道内壁的清洗则类似换热器材管程的清洗，其清洗压力根据垢层的不同而异，一般60MPa的工作压力已足以清除管道内的污垢。但水刀清洗堵塞的烟道管内壁时，则宜采用较高的工作压力。