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，在工業(yè)及民用市場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通過時，很容易結垢或產生堵塞，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行。因此，如何對板式換熱器進行快速有效清洗，防止水垢和堵塞的形成，將成為確保安全生產和穩(wěn)定運行的重要課題。

 一、板式換熱器結垢堵塞的主要原因及其危害

供熱領域中，由于水處理設備運行不當，未達到軟化要求的軟化水直接補入系統(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重的能源浪費。

工業(yè)系統(tǒng)中，帶有顆粒物和纖維的流體進入換熱器，當換熱器流速設計不合理或者流道寬度小于允許寬度時，顆粒物和纖維就會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，嚴重時換熱器不再換熱，嚴重影響系統(tǒng)工藝運行。

二、板式換熱器民用結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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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。

 

2.1.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，如果溫度過高就會加劇酸洗液對換熱器板片的腐蝕，通過反復試驗發(fā)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(tài)浸泡和動態(tài)循環(huán)相結合的方法進行。酸洗時間為先靜態(tài)浸泡２ｈ，然后動態(tài)循環(huán)３￣４ｈ。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(tài)浸泡２ｈ，然后連續(xù)動態(tài)循環(huán)３￣４ｈ，其間每隔０．５ｈ進行正反交替清洗。酸洗結束后，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(tài)循環(huán)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０．５ｈ，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。

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，水質很臟，換熱器會出現經常性的堵塞和結垢，此時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)反向沖洗和內置過濾器。

常規(guī)反向沖洗系統(tǒng)是在換熱器進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，當系統(tǒng)運行阻力大于設計阻力一倍時，可以判斷換熱器發(fā)生了堵塞，此時應停止換熱器運行，關閉換熱器進出口閥門，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口清洗閥，清水從換熱器進口清洗閥流出，當流出的水從渾濁變清澈后，可以重新接入洗垢用的清洗劑，對換熱器進行去垢處理。

還有一種辦法是在換熱器水質比較臟的一側，例如開式循環(huán)水側，在換熱器的進口通徑中，裝入和換熱器通徑大小一致的內置濾網，開式水進入換熱器前，會先經過內置濾網過濾，然后才會進行換熱。運行一段時間后，就可從換熱器背板盲法蘭處，打開盲法蘭，把內置濾網抽出，進行沖洗或更換濾網，此種工藝也同樣不用拆開換熱器就可以進行清洗，節(jié)約了時間和資源，也不會影響工藝生產。

但是要說明的是，無論是反向沖洗還是內置過濾裝置，對換熱器的堵塞和結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垢，要想延長換熱器堵塞時間，最主要還是要從換熱器初始設計時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行酸洗和堿洗處理。

 

最后，換熱器拆開清洗結束后，要對換熱器進行打壓試驗，合格后方可使用。

三、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(tǒng)中的水和軟化罐中的軟化水進行嚴格的堵塞水質化驗，合格后才能注入管網中。

 

２）在供熱系統(tǒng)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。

 

３）采用合理的過濾裝置，確保進入換熱器的水質顆粒物含量已經低于板式換熱器對于顆粒物直徑的要求。

綜上所述，選擇合理的方式對換熱器進行清洗和防堵塞，是換熱器生產正常運行的重要保證。