板式换热器的清洗结垢方法.doc

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板式换热器的清洗结垢方法
摘要】结合太原市热力公司板式换热器使用过程中的结垢问题，提出了可行的清洗方法。【关健词】板式换热器结垢清洗引言近年来，板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资低、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在热网换热站中所起的作用，越来越受到供热企业的重视，并逐渐得到推广至2002年底，太原市热力公司一电工程，已建成热力站100座(其中15座为自建站)，供热面积达到820万平方米，共选用92台可拆式换热器和85台焊接式换热器。但是由于板式换热器流通截面积小，因结垢造成堵塞，致使换热器传热恶化，换热效率降低，影响着设备的安全和用户的正常用热。因此及时清除板式换热器受热面上的水垢，将成为确保供热系统安全、高效、经济运行的重要课题。1板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害板式换热器的使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不严，将不符合水质标准的循环水注入换热器，水中的钙镁碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物。这些沉淀物，一部分粘结在受热较大的换热器受热面上，形成坚硬的水垢另一部分悬浮在循环水中沉积在流速较低的受热面上，形成二次水垢。由于水垢的导热性能极差(其导热系数仅为钢材导热系数的1130-1150)，因使板式换热器传热恶化，大大降低了传热效率，造成热能的严重浪费。据资料显示，水垢每增厚1mm，热效率降低8%左右。水垢的存在会堵塞板式换热器通道，使系统阻力增大，影响设备的安全和热力系统的正常运行，1999年，先后有4台换热器因内部阻力较大形成鼓包，形成大的安全隐患，给供热单位的声誉和供热事业的发展造成负面影响，因此必须给予高度重视。2板式换热器的清洗方法目前，太原市热力公司采用的进口板式换热器为焊接式整体型，无法拆装采用的国产板式换热器虽可拆装，但要将受热面上的水垢及杂物清理，拆装的劳动强度较大。投人的人力较多、除垢还不彻底对金属板片、密封胶条都有损耗，加上紧固螺栓难度较大，极易造成板片变形或损坏，板式换热器密封胶条所用的502胶价格较高，增加资金投人。从1998年开始，我们经过对板式换热器结垢的主要原因分析，逐渐摸索出板式换热器的化学酸洗除垢法，其优点是简便、经济、迅速、有效.2.1清洗除垢的基本原理(1)溶解作用:酸溶液容易与钙镁碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。(2)剥离作用:酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合，从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。(3)气掀作用:酸溶液与钙镁碳酸盐水垢发生反应后产生大量的二氧化碳。二氧化碳气体在溢出过程中，对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从换热器受热表面脱落下来。(4)疏松作用:对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙镁碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。2.2清洗剂的选择
目前，国内普遍采用的酸洗剂包括有机酸和无机酸两大类。有机酸主要有:甲酸、草酸、柠檬酸等。无机酸主要有:盐酸、硝酸、氢氟酸等。根据换热器结构和工艺、板片材质及水垢成分的分析认为:(1)换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放(2)换热器材质为镍钦合金，使用盐酸作为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命(3)水垢的主要成分为钙镁碳酸盐和铁的氧化物。通过反复试验发现，选择甲酸这种有机酸作为清洗剂效果最佳。甲酸与水垢反应后生成易于排放的络合物溶液，若在甲酸清洗液中再加人缓冲剂和表面活性剂，可有较好的清洗效果，并可最大限度减少清洗液对板片的腐蚀。经过对水垢样本的化学试验表明，甲酸能够有效清除水垢通过酸液浸泡试验(浸泡时间为120分钟左右)，发现甲酸对换热器板片腐蚀较小。2.3清洗的工艺要求其工艺要求为:(1)酸洗温度:提高酸洗温度有利于提高除垢效果，但温度过高会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，通过反复试验发现，酸洗温度控制在60℃为宜。
(2)酸洗液浓度:根据反复试验，酸洗液按甲酸81%，水17%，缓冲剂1.2%，表面活性剂0.8%的浓度配制，清洗效果较佳。(3)酸洗方式及时间:酸洗方式以静态浸泡和动态循环相结合的方式进行。酸洗时间为先静态浸泡2小时，然后动态循环3一4小时。在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于0.2%时，即可认为酸洗反应结束。由于酸洗结束后，板式换热器表面的水垢和金属氧化物绝大部分溶解脱落，暴露出崭新的金属，极易腐蚀，因此在酸洗后，对换热器板片进行钝化处理。2.4清洗的具体步骤(1)利用一定压力的水对换热器进行连续的开式冲洗，尽可能将换热器内的泥垢等杂质冲洗干