板式換熱器使用過程中,由于水處理設(shè)備運行不當(dāng),水質(zhì)控制不嚴(yán),將不合格的軟化水注入換熱器,水中的鈣鎂碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物粘結(jié)在換熱器的受熱面上,形成了堅硬的水垢。由于水垢的導(dǎo)熱性能差(其導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼材導(dǎo)熱系數(shù)的1/30—1/50),使板式換熱器傳熱惡化,大大降低傳熱效率,造成熱能的嚴(yán)重浪費。水垢的存在會堵塞板式換熱器通道,使系統(tǒng)阻力增加,影響系統(tǒng)的正常運行。
板換器的水垢和傳熱片結(jié)構(gòu)牢固,難以用物理方法清洗,所以選用化學(xué)清洗中的酸洗方法除垢。這種方法是將一種化學(xué)清洗劑循環(huán)地通過換熱器,使板片表面的污垢溶解、排出。此法不需要拆開換熱器,簡化了清洗過程,也減輕了清洗的勞動程度。由于板片波紋能使清洗液劇烈湍流,有利于垢層溶解,所以化學(xué)清洗法是比較理想的方法。
一、化學(xué)清洗板換的方法及操作步驟:
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(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)使用鹽酸為清洗液,容易對板片產(chǎn)生強腐蝕,縮短換熱器的使用壽命。
因此,選擇甲酸作為清洗液效果很好。在甲酸清洗液中加入緩沖劑和表面活性劑,清洗效果要好很好,并可降低清洗液對板片的腐蝕。
2、化學(xué)除垢的基本原理
1)溶解作用:酸液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發(fā)生反應(yīng),形成易溶化合物,使水垢溶解。
2)剝離作用:酸液能夠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,對于難溶或溶解較慢的水垢層具有掀動力,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。
3、 化學(xué)清洗水垢的工藝要求
1)酸洗程度: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,酸洗液溫度控制在60度為宜。
2)酸洗液濃度:酸洗液應(yīng)按甲酸81、水17、緩沖劑1.2、表面活性劑0.8的濃度配制,清洗效果比較好。
3)酸洗方法及時間:酸洗方法應(yīng)以靜態(tài)浸泡和動態(tài)循環(huán)相結(jié)合的方法進行。酸洗時間為先今天浸泡2小時,然后動態(tài)循環(huán)3到4小時。在酸洗過程中應(yīng)經(jīng)常取樣化驗酸洗濃度,當(dāng)相鄰兩次酸洗化驗濃度低于0.2時,即可認(rèn)為酸洗反應(yīng)結(jié)束。
4)敦化處理:酸洗結(jié)束后,板換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,易腐蝕,因此要對板片進行鈍化處理。
4、 化學(xué)清洗水垢的具體步驟
1)沖洗:酸洗前,先對板式換熱器進行開式?jīng)_洗,使板式換熱器內(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,然后再注入板式換熱器中。
3) 酸洗:將注滿酸溶液的換熱器靜態(tài)浸泡2小時,然后連續(xù)動態(tài)循環(huán)3到4小時,其間每隔0.5小時進行正反交替清洗。酸洗結(jié)束后,弱酸液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,用氫氧化鈉、鈉、釙,軟化水按比例配制好,利用動態(tài)循環(huán)的方式對板式換熱器進行堿洗,達到酸堿中和,使換熱器板片不再腐蝕。
5) 水洗:堿洗結(jié)束后,用清潔的軟化水,反復(fù)對板式換熱器進行沖洗0.5小時,將換熱器內(nèi)的殘渣沖洗干凈。
6) 記錄:清洗過程中,應(yīng)嚴(yán)格記錄各步驟的時間,以檢查清洗效果。
5、 化學(xué)清洗系統(tǒng)的輔助工作
為了理想的清洗效果,需配備臨時的管接頭,法蘭、閥門、管道、泵裝配要正確,使其操作穩(wěn)定、方便。為了保證板式換熱器不受腐蝕,在臨時管線內(nèi)掛相同材質(zhì)的試片,清洗過程中隨時觀察表面狀況。清洗結(jié)束后,根據(jù)質(zhì)量的變化求出腐蝕速度。
酸洗結(jié)束后用濃度0.1的有機酸灌入板式換熱器中作用30分鐘,然后灌入鈍化液鈍化5小時,使清洗后的金屬表面形成一層致密的保護膜。清洗全部結(jié)束后,檢查板式換熱器的出入口及其余部位,垢類均全部出去,沒有殘渣沉積。
6、 防止板式換熱器結(jié)垢的措施
1)運行中嚴(yán)把水質(zhì)關(guān),需要對系統(tǒng)中的水和軟化罐中的軟化水進行嚴(yán)格的水質(zhì)化驗,合格后才能注入管網(wǎng)中。
2) 新的系統(tǒng)投運時,應(yīng)將板式換熱器與系統(tǒng)分開,進行一段時間的循環(huán)后,再將換熱器并入系統(tǒng)中,以避免管網(wǎng)中雜質(zhì)進入換熱器。
3)在整個系統(tǒng)中,除污器和過濾器應(yīng)當(dāng)進行不定期的清理外,還應(yīng)當(dāng)保持管網(wǎng)中的清潔,以防止板式換熱器堵塞。