板式换热器的清洗结垢方法

2019-03-11 19:03:00 zixun
文章来源:清洁急救网 www.clean120.com 清洁培训资料库,培训教材 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 文章来源:清洁急救网 www.clean120.com 清洁培训资料库,培训教材 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净,既能提高酸洗的效果,也可降低酸洗的耗酸量。 (2)将清洗液(按工艺要求配制好的酸溶液)倒人清洗设备,然后再注人 换热器中。 (3)将注满酸溶液的换热器静态浸泡 2 小时,然后连续动态循环 3 一 4 小时,其间每隔半个小时,进行正反交替清洗。(4)酸洗结束后,若酸溶液 PH 值大于 2,清 洗液可以重复使用否则,应将清洗液稀释中和后排放。 (5)把 NaOH,Na3P04、软化水按一定比例配制好,利用动态循环的方式 对换热器进行碱洗,以中和残留的酸液,使换热器板片不再继续腐蚀。 (6)用微碱性溶液对换热器内残留的酸性清洗液充分中和后,然后用清 洁的软化水反复清洗半个小时,将换热器内的残渣彻底冲洗干净。 (7)清洗过程应做好记录,以便比较清洗前后的效果。清洗后要对板式 换热器一次侧和二次侧按规范进行打压试验,合格后换热器才能并网。 3 防止板式换热器结垢的主要措施 (1)在日常运行中应严把水质关。运行人员必须对系统的循环水进行严 格的水质化验,水质合格后才能注人热力系统。中心化验室应加强监督,不定期抽查,以保 证人网水质合格。 (2)换热器投运前,应与系统分离,待冷循环一段时间后,将除污器和 文章来源:清洁急救网 www.clean120.com 清洁培训资料库,培训教材 滤网中的杂质彻底清除干净,再并网运行,并且要对除污器进行不定期的清理排污。 (3)由于一、二次网的循环水都未经过除氧处理,换热器表面的氧腐蚀 不可避免,特别是在停运期间,氧腐蚀极为严重,会形成铁氧化物。这些铁氧化物与换热器 表面的水垢结合后会形成巧克力色的水垢片,严重堵塞换热器的流通截面,影响换热效果, 因此应在各热力站加装除氧设备。
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