板式冷卻器結垢以后的清洗方法和原理

2019-5-15 10:32:23點擊:
 近年來, 板式換熱器以其重量輕、占地面積小、投資少、換熱效率高、組裝靈活、結垢易于清除等特點, 及其在供熱工作中所起的作用, 越來越受到供熱企業的高度重視, 并逐步推廣使用, 以取代原有的管殼式換熱器。但由于板式換熱器流通截面較小, 結垢后容易產生堵塞, 使板式換熱器的換熱效率降低, 影響了設備的安全和用戶的正常用熱。因此, 解決板式換熱器的清洗,防止水垢的形成, 將成為確保安全生產和經濟運行的重要課題。
1、板式換熱器結垢堵塞的主要原因及其危害
    板式換熱器在使用過程中, 由于水處理設備運行不當, 水質控制不達標, 將不合格的軟化水注入供熱系統中, 使水中的鈣、鎂、碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物黏結在換熱器的受熱面上, 形成了堅硬的水垢。由于水垢的導熱性能差,造成了換熱器換熱效率的降低以及熱能的嚴重浪費, 從而影響了供熱的效果, 給供熱單位造成了嚴重的負面影響。
2、板式換熱器結垢的清洗方式
2.1 清洗劑的選擇
    清洗劑的選擇, 目前采用的是酸洗, 它包括有機酸和無機酸。有機酸主要有: 草酸、甲酸等。無機酸主要有: 鹽酸、硝酸等。根據換熱器結垢和工藝、材質和水垢成分分析得出:
    1) 換熱器流通面積小, 內部結構復雜, 清洗液若產生沉淀不易排放。
    2) 換熱器材質為鎳鈦合金, 使用鹽酸為清洗液, 容易對板片產生強腐蝕, 縮短換熱器的使用壽命。
    通過反復試驗發現, 選擇甲酸作為清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加入緩沖劑和表面活性劑,清洗效果更好, 并可降低清洗液對板片的腐蝕。
    通過對水垢樣本的化學試驗研究表明, 甲酸能夠有效地清除水垢。通過酸液浸泡試驗, 發現甲酸能有效地清除附在板片上的水垢, 同時它對換熱器板片的腐蝕作用也很小。
2.2 清除水垢的基本原理
    1) 溶解作用: 酸溶液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應, 生成易溶化合物, 使水垢溶解。
    2) 剝離作用: 酸溶液能溶解金屬表面的氧化物, 破壞與水垢的結合, 從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離, 并脫落下來。
    3) 氣掀作用: 酸溶液與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應后, 產生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過程中, 對于難溶或溶解較慢的水垢層, 具有一定的掀動力, 使水垢從換熱器受熱表面脫落下來。
    4) 疏松作用: 對于含有硅酸鹽和硫酸鹽混合水垢, 由于鈣、鎂、碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解, 殘留的水垢會變得疏松, 很容易被流動的酸溶液沖刷下來。
2.3 清洗水垢的工藝要求
    1) 酸洗溫度: 提升酸洗溫度有利于提高除垢效果, 如果溫度過高就會加劇酸洗液對換熱器板片的腐蝕, 通過反復試驗現, 酸洗溫度控制在 60℃為宜。
    2) 酸洗液濃度: 根據反復試驗得出, 酸洗液應按甲酸 81.0%、水 17.0%、緩沖劑 1.2%、表面活性劑 0.8%的濃度配制, 清洗效果極佳。
    3) 酸洗方法及時間: 酸洗方法應以靜態浸泡和動態循環相結合的方法進行。酸洗時間為先靜態浸泡 2 h, 然后動態循環 3 ̄4 h。在酸洗過程中應經常取樣化驗酸洗濃度, 當相鄰兩次化驗濃度差值低于 0.2%時, 即可認為酸洗反應結束。
    4) 鈍化處理: 酸洗結束后, 板式換熱器表面的水垢和金屬氧化物絕大部分被溶解脫落, 暴露出嶄新的金屬, 極易腐蝕, 因此在酸洗后, 對換熱器板片進行鈍化處理。
2.4 清洗水垢的具體步驟
    1) 沖冼: 酸洗前, 先對換熱器進行開式沖洗,使換熱器內部沒有泥、垢等雜質, 這樣既能提高酸洗的效果, 也可降低酸洗的耗酸量。
    2) 將清洗液倒入清洗設備, 然后再注入換熱器中。
    3) 酸洗: 將注滿酸溶液的換熱器靜態浸泡 2h, 然后連續動態循環 3 ̄4 h, 其間每隔 0.5 h 進行正反交替清洗。酸洗結后, 若酸液 pH 值大于 2,酸液可重復使用, 否則, 應將酸洗液稀釋中和后排掉。
    4) 堿洗: 酸洗結束后, 用 NaOH, Na3PO4, 軟化水按一定的比例配制好, 利用動態循環的方式對換熱器進行堿洗, 達到酸堿中和, 使換熱器板片不再腐蝕。
    5) 水洗: 堿洗結束后, 用清潔的軟化水, 反復對換熱器進行沖洗 0.5 h, 將換熱器內的殘渣徹底沖洗干凈。
    6) 記錄: 清洗過程中, 應嚴格記錄各步驟的時間, 以檢查清洗效果。
 總之, 清洗結束后, 要對換熱器進行打壓試驗, 合格后方可使用。
3、防止板式換熱器結垢的措施
    1) 運行中嚴把水質關, 必須對系統中的水和軟化罐中的軟化水進行嚴格的水質化驗, 合格后才能注入管網中。
    2) 新的系統投運時, 應將換熱器與供熱系統分開, 進行一段時間的循環后, 再將換熱器并入系統中, 以避免管網中雜質進入換熱器。
    3) 在供熱系統中, 除污器和過濾器應當進行不定期的清理外, 還應當保持管網中的清潔, 以防止換熱器堵塞。