1、板式换热器结垢的清洗简析摘要：板式换热器具有换热效率高、通道截面积小等特点，对于采用板式换热器的换热站，在冬季供暖系统运行中，如果不使用软化水，比较容易结垢。换热器结垢又会降低其自身的换热效率，这就需要进行清洗除垢。本文介绍了板式换热器通常采用的两种化学除垢方法拆卸清洗和不拆卸清洗以及清洗后的中和、钝化处理等，以期能为换热站运行人员提供安全的除垢经验。 关键词：板式换热器；结垢；清洗 中图分类号：TG435+.5 文献标识码：A 文章编号： 板式换热器具有诸如换热效率高、占地面积小、使用寿命长、易除垢、可靠耐用等许多优点，但板式换热器易结垢，结垢后换热器内部通道截面变的更小甚至堵塞，导致换热能
2、力大幅下降，达不到设计能力。所以，换热运行人员需要根据换热设备的运行温度、压力参数，决定对板式换热器进行清洗除垢。 一、板式换热器 板式换热器由换热片、夹紧螺栓、密封胶垫、整机框架、压紧板等零部件组成，是用不锈钢金属薄板压制成有一定形状波纹的换热板片后，加密封胶垫叠装而成。冷热介质经相邻换热板片流经各自通道，中间通过一层薄换热板片进行换热。 二、板式换热器清洗前 1板式换热器结垢 板式换热器有水-水换热和汽-水换热两种换热方式。其中在汽-水换热中，热介质为不易结垢的水蒸汽，冷介质为 90左右易结垢的水，垢样大致为水垢和污垢，以水垢为主。水垢是水中各类溶解盐受热分解，溶解度降低而结晶沉积在换热片
3、上，通常是磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐和硫酸盐，结晶致密、坚硬，清除困难；污垢由细小颗粒泥砂、尘土、不溶性盐类泥状物等组成，垢体积大、质地稀软，易清除。 2清洗方法 板式换热器垢样以水垢为主，其与换热片结合牢固，物理方法难除，故选化学酸清洗方法。从板式换热器老化程度、结垢情况和清洗效果出发，其化学清洗方法可分拆卸清洗和不拆卸清洗两种。拆卸清洗除垢彻底，效果好，但工序复杂、劳动量大，容易造成换热器零配件损坏、渗漏等问题；不拆卸清洗除垢不彻底，但工序简单、劳动量小，不易损坏换热器零配件。如果板式换热器结垢严重、换热效率低，甚至出现堵塞，则须采用拆卸清洗；如果板式换热器结垢轻或老化严重，可用不拆卸清洗。
4、3清洗液选择 清洗剂通常是选择酸液，它分为有机酸和无机酸两种。其中，有机酸主要是草酸、甲酸等；而无机酸则有盐酸、硝酸等。但是，我们也要看到换热器的流通截面积相对来说比较小，内部结构也相对复杂一些，如果出现沉淀则不易排放。同时，如果换热器为镍钛合金，盐酸洗液容易腐蚀板片，缩短使用寿命。为此，最佳选择为甲酸。甲酸液中加适当表面活性剂和缓冲剂，既能够达到较好的清洗效果，也可降低清洗液的腐蚀。 4清洗液配置 对于酸液温度而言，过高的酸液温度会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，把酸洗液温度最好是控制在 60c0 左右，这样有利于提高除垢的效果。同时对于酸洗液的浓度而言，最佳的浓度是按水 17.0%a、甲酸
5、81.0%、表面活性剂 0.8%、缓冲剂 1.2%的比例进行配制。 酸洗方法通常是采取动态循环和静态浸泡相结合的方式。进行酸洗时，一般先静态浸泡 2h 左右的时间，然后经过一定时间的动态循环清洗。但要保证在酸洗过程中，清洗操作人员要经常取样化验酸洗液的浓度，如果发现相邻两次化验的浓度差在 0.2%以下时，则认定酸洗反应结束。 在酸洗的工序结束后，板式换热器表面的各类结垢物质大部分会溶解脱落，被水垢覆盖的金属裸露后容易遭到清洗液的腐蚀，所以酸洗后需对换热器板做钝化处理。 三、板式换热器拆卸清洗 1拆卸 关闭板式换热器热介质进出口阀门，再关闭冷介质进出口阀门，排掉介质，用钢尺量出换热器换热片压缩净
6、尺寸。对称、均匀地拆除换热器夹紧螺栓，将活动压紧板沿轨道推开，把换热片逐片拆下，编号后按顺序摆好。有的换热器有几种纹路换热片，必须记清每种纹路片数和组合顺序。 2拆卸化学清洗 （1）化学清洗循环回路连接 用清洗槽、清洗泵、塑料管组成化学清洗循环系统，把拆下的换热片按顺序整齐摆放在清洗槽内，注水后检查系统正常与否。 （2）化学清洗工艺实施 向清洗槽内注水至换热片被淹没，加入清洗剂静态浸泡后开始循环清洗。循环过程中，按化学清洗工艺，每隔 1 小时检测一次清洗槽内清洗剂浓度，让其浓度始终在 0.1-0.15mol/L 的安全范围内，根据测量数据随时添加清洗剂。如果在清洗前期，反应剧烈，出现大量泡沫，
7、可喷洒消泡剂消泡。如果浓度下降过快，可把清洗液浓度稍调高一些。当清洗剂浓度连续 2h 不变或变化极小，换热片表面水垢明显减少时，用塑料刷子轻刷即可刷掉结垢，则此为清洗终点。 3冲洗 化学清洗后，将换热片逐片取出，用清洗剂清去换热片两面余垢，如需要可使用塑料刷协助。清洗中清洗机压力以 490-588kPa 为宜，水柱与换热片不要垂直，而是要存在一定夹角，避免对换热片的损坏，同时注意换热片顺序和换热片密封垫安全。 4组装 除垢清洗完毕，按拆卸时换热片叠加顺序，从固定压紧板依次将换热片沿轨道叠加。全部安装后，将活动压紧板沿轨道压上，把压紧螺栓依次放在丝槽内，缓慢、均匀、对称压紧，直到换热片压缩净尺寸
8、达到或略小于原来尺寸。 5水压试验 板式换热器组装完后需按 GB 16409-1996板式换热器标准两侧分别做单侧液压试验，缓慢升压，在达到规定压力后，保压 10-30 分钟，然后降到设计压力下保压，检查所有密封面，查看有无渗漏，保压不少于 30 分钟。 6恢复 在进行液压试验确定安全后，可以拆除连接管，将各排污阀关闭，先打开冷介质进出口阀门，再打开热介质进出口阀门。 四、板式换热器不拆卸清洗 1不拆卸化学清洗 （1）化学清洗循环回路连接 先关闭板式换热器热介质进出口阀门，再关闭冷介质进出口阀门，排掉介质。清洗液进水口分别用冷热介质进水排污口，清洗液出水口则为出水排污口，按热介质进口热介质出口
9、冷介质进口冷介质出口顺序，连同清洗槽、清洗泵、塑料管组成化学清洗循环系统。 （2）化学清洗工艺实施 在向清洗槽内注水检查循环系统正常后，加适当清洗剂开始循环清洗。在循环过程中，按化学清洗工艺，每隔 1 小时检测一次清洗槽内清洗液浓度，始终保持清洗液浓度在 0.1-0.15mol/L 安全范围内，根据测量数据随时添加清洗剂。不拆卸化学清洗需要时间可能会长一些，可采取过夜浸泡清洗和循环清洗相结合的方式。当清洗剂浓度连续 2 个小时不变或变化很小，可停止循环清洗。 （3）冲洗 化学清洗后，由于板式换热器内部流道截面积小，垢渣会粘附在换热片上，所以需用循环泵反复冲洗。将清洗槽内废液排掉，用循环泵加清水
10、冲洗，排掉废水，反复冲洗，直至板式换热器内不再有垢渣排出。 2中和、钝化处理 清洗后，把设备中的残留酸液中和处理，以防止对设备的腐蚀；同时，在金属表面上形成一层能抑制金属溶解的电子导体膜，在介质中，这层膜的溶解速度小，可以让金属阳极溶解速度保持在较小数值上。不拆卸化学清洗需用与板式换热器相连接的几段管，管道为钢铁材质，清洗后表面水垢和铁锈被清除，钢铁本质十分活泼，极易锈蚀，需作中和、钝化处理。 （1）中和处理 用碳酸钠、氢氧化钠等辅之中和助剂，按 0.5%的投加量，对循环系统内残余酸性清洗剂作中和处理，直到 pH 为 7 为止。 （2）钝化处理 钝化处理需在中和处理后，循环系统中适当添加钝化预
11、膜剂，让 pH在 8-9 的范围内。钝化预膜剂按清洗剂循环水量算，1 吨水加钝化预膜剂10kg。 3恢复 钝化后拆除连接管，关闭排污阀，先打开冷介质进出口阀门，再打开热介质进出口阀门。 五、结论 板式换热器化学清洗的两种方法各有优缺点，可根据清洗要求和设备具体情况选用。实践证明，两种化学清洗工艺流程成熟、清洗彻底、周期短，经济、快捷、客户满意度高等优点，换热运行人员可大胆选用。参考文献： 1 周本省.工业水处理技术M.北京:化学工业出版社,2004:40-41. 2 张敏,吴晋英,徐会武等.天然气压缩机的化学清洗J.清洗世界,2008,24(12):12-13. 3 国家技术监督局发布.GB 164091996 板式换热器S.北京:中国标准出版社,1996.
