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板式換熱器以其重量輕、占地面積小、換熱效率高、組裝靈活等特點(diǎn)，在工業(yè)及民用市場(chǎng)上起到了越來越重要的作用。但由于板式換熱器間隙窄，流通橫截面積小，高溫水或帶有纖維和顆粒物的介質(zhì)通過時(shí)，很容易結(jié)垢或產(chǎn)生堵塞，使板式換熱器的換熱效率降低，影響了換熱器的安全正常運(yùn)行。因此，如何對(duì)板式換熱器進(jìn)行快速有效清洗，防止水垢和堵塞的形成，將成為確保安全生產(chǎn)和穩(wěn)定運(yùn)行的重要課題。
一、板式換熱器結(jié)垢堵塞的主要原因及其危害
供熱領(lǐng)域中，由于水處理設(shè)備運(yùn)行不當(dāng)，未達(dá)到軟化要求的軟化水直接補(bǔ)入系統(tǒng)中，使水中的可溶性鈣、鎂鹽遇熱分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物黏結(jié)在換熱器的受熱面上，形成了堅(jiān)硬的水垢。由于水垢的導(dǎo)熱性能差，造成了換熱器換熱效率的降低以及系統(tǒng)阻力的增加，從而影響了供熱的效果，給供熱單位造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。
工業(yè)系統(tǒng)中，帶有顆粒物和纖維的流體進(jìn)入換熱器，當(dāng)換熱器流速設(shè)計(jì)不合理或者流道寬度小于允許寬度時(shí)，顆粒物和纖維就會(huì)慢慢沉積在換熱器流道底部，造成換熱器流通不暢阻力增加，嚴(yán)重時(shí)換熱器不再換熱，嚴(yán)重影響系統(tǒng)工藝運(yùn)行。
二、板式換熱器民用結(jié)垢和工藝堵塞的清洗方式
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(jī)酸和無機(jī)酸。有機(jī)酸主要有：草酸、甲酸等。無機(jī)酸主要有：鹽酸、硝酸等。根據(jù)換熱器結(jié)垢和工藝、材質(zhì)和水垢成分分析得出：
１）換熱器流通面積小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，清洗液若產(chǎn)生沉淀不易排放。
２）換熱器材質(zhì)為鎳鈦合金，使用鹽酸為清洗液，容易對(duì)板片產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕，縮短換熱器的使用壽命。
通過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，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(duì)板片的腐蝕。
通過對(duì)水垢樣本的化學(xué)試驗(yàn)研究表明，甲酸能夠有效地清除水垢。通過酸液浸泡試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同時(shí)它對(duì)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(fā)生反應(yīng)，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(jié)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(fā)生反應(yīng)后，產(chǎn)生大量的二氧化碳。二氧化碳?xì)怏w在溢出過程中，對(duì)于難溶或溶解較慢的水垢層，具有一定的掀動(dòng)力，使水垢從換熱器受熱表面脫落下來。
４）疏松作用：對(duì)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(huì)變得疏松，很容易被流動(dòng)的酸溶液沖刷下來。
2.1.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(huì)加劇酸洗液對(duì)換熱器板片的腐蝕，通過反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酸洗溫度控制在６０℃為宜。
２）酸洗液濃度：根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)得出，酸洗液應(yīng)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(shí)間：酸洗方法應(yīng)以靜態(tài)浸泡和動(dòng)態(tài)循環(huán)相結(jié)合的方法進(jìn)行。酸洗時(shí)間為先靜態(tài)浸泡２ｈ，然后動(dòng)態(tài)循環(huán)３￣４ｈ。在酸洗過程中應(yīng)經(jīng)常取樣化驗(yàn)酸洗濃度，當(dāng)相鄰兩次化驗(yàn)濃度差值低于０．２％時(shí)，即可認(rèn)為酸洗反應(yīng)結(jié)束。
４）鈍化處理：酸洗結(jié)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(duì)換熱器板片進(jìn)行鈍化處理。
2.4.清洗水垢的具體步驟
１）沖冼：酸洗前，先對(duì)換熱器進(jìn)行開式?jīng)_洗，使換熱器內(nèi)部沒有泥、垢等雜質(zhì)，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(shè)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(tài)浸泡２ｈ，然后連續(xù)動(dòng)態(tài)循環(huán)３￣４ｈ，其間每隔０．５ｈ進(jìn)行正反交替清洗。酸洗結(jié)束后，若酸液ｐＨ值大于２，酸液可重復(fù)使用，否則，應(yīng)將酸洗液稀釋中和后排掉。
４）堿洗：酸洗結(jié)束后，用ＮａＯＨ，Ｎａ３ＰＯ４，軟化水按一定的比例配制好，利用動(dòng)態(tài)循環(huán)的方式對(duì)換熱器進(jìn)行堿洗，達(dá)到酸堿中和，使換熱器板片不再腐蝕。
５）水洗：堿洗結(jié)束后，用清潔的軟化水，反復(fù)對(duì)換熱器進(jìn)行沖洗０．５ｈ，將換熱器內(nèi)的殘?jiān)鼜氐讻_洗干凈。
６）記錄：清洗過程中，應(yīng)嚴(yán)格記錄各步驟的時(shí)間，以檢查清洗效果。
在工業(yè)系統(tǒng)例如電廠和大量污水處理中，由于換熱器非常大，水質(zhì)很臟，換熱器會(huì)出現(xiàn)經(jīng)常性的堵塞和結(jié)垢，此時(shí)換熱器再拆開處理就變得非常困難。解決的辦法主要是系統(tǒng)反向沖洗和內(nèi)置過濾器。
常規(guī)反向沖洗系統(tǒng)是在換熱器進(jìn)出口管道上安裝反向沖洗閥，沖洗閥口徑要和系統(tǒng)管路相匹配，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行阻力大于設(shè)計(jì)阻力一倍時(shí)，可以判斷換熱器發(fā)生了堵塞，此時(shí)應(yīng)停止換熱器運(yùn)行，關(guān)閉換熱器進(jìn)出口閥門，換熱器出口沖洗閥接至少0.2MPA壓力清水，打開換熱器出口和進(jìn)口清洗閥，清水從換熱器進(jìn)口清洗閥流出，當(dāng)流出的水從渾濁變清澈后，可以重新接入洗垢用的清洗劑，對(duì)換熱器進(jìn)行去垢處理。
還有一種辦法是在換熱器水質(zhì)比較臟的一側(cè)，例如開式循環(huán)水側(cè)，在換熱器的進(jìn)口通徑中，裝入和換熱器通徑大小一致的內(nèi)置濾網(wǎng)，開式水進(jìn)入換熱器前，會(huì)先經(jīng)過內(nèi)置濾網(wǎng)過濾，然后才會(huì)進(jìn)行換熱。運(yùn)行一段時(shí)間后，就可從換熱器背板盲法蘭處，打開盲法蘭，把內(nèi)置濾網(wǎng)抽出，進(jìn)行沖洗或更換濾網(wǎng)，此種工藝也同樣不用拆開換熱器就可以進(jìn)行清洗，節(jié)約了時(shí)間和資源，也不會(huì)影響工藝生產(chǎn)。
但是要說明的是，無論是反向沖洗還是內(nèi)置過濾裝置，對(duì)換熱器的堵塞和結(jié)垢都只是起了延緩作用，而不能真正解決換熱器的堵塞和結(jié)垢，要想延長換熱器堵塞時(shí)間，最主要還是要從換熱器初始設(shè)計(jì)時(shí)就要選擇更加合理不宜堵塞的板型。要想完全去除換熱器的水垢，還是要把換熱器拆開進(jìn)行酸洗和堿洗處理。
最后，換熱器拆開清洗結(jié)束后，要對(duì)換熱器進(jìn)行打壓試驗(yàn)，合格后方可使用。
三、防止板式換熱器結(jié)垢的措施
１）運(yùn)行中嚴(yán)把水質(zhì)關(guān)，必須對(duì)系統(tǒng)中的水和軟化罐中的軟化水進(jìn)行嚴(yán)格的堵塞水質(zhì)化驗(yàn)，合格后才能注入管網(wǎng)中。
２）在供熱系統(tǒng)中，除污器和過濾器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行不定期的清理外，還應(yīng)當(dāng)保持管網(wǎng)中的清潔，以防止換熱器堵塞。
３）采用合理的過濾裝置，確保進(jìn)入換熱器的水質(zhì)顆粒物含量已經(jīng)低于板式換熱器對(duì)于顆粒物直徑的要求。
綜上所述，選擇合理的方式對(duì)換熱器進(jìn)行清洗和防堵塞，是換熱器生產(chǎn)正常運(yùn)行的重要保證。