板式冷卻器結(jié)垢以后的清洗方法和原理
板式換熱器以其重量輕、占地面積小、投資少、換熱效率高、組裝靈活、結(jié)垢易于清除等特點,及其在供熱工作中所起的作用,越來越受到供熱企業(yè)的高度重視,并逐步推廣使用,以取代原有的管殼式換熱器。但由于板式換熱器流通截面較小, 結(jié)垢后容易產(chǎn)生堵塞, 使板式換熱器的換熱效率降低, 影響了設(shè)備的安全和用戶的正常用熱。因此, 解決板式換熱器的清洗,防止水垢的形成, 將成為確保安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運行的重要課題。
1、板式換熱器結(jié)垢堵塞的主要原因及其危害
板式換熱器在使用過程中, 由于水處理設(shè)備運行不當(dāng), 水質(zhì)控制不達(dá)標(biāo), 將不合格的軟化水注入供熱系統(tǒng)中, 使水中的鈣、鎂、碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物黏結(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,造成了換熱器換熱效率的降低以及熱能的嚴(yán)重浪費, 從而影響了供熱的效果, 給供熱單位造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。
2、板式換熱器結(jié)垢的清洗方式
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)試驗發(fā)現(xiàn), 選擇甲酸作為清洗液效果佳。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(xué)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(xiàn)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(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。
2.3 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(fù)試驗現(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(jìn)行。酸洗時間為先靜態(tài)浸泡 2 h, 然后動態(tài)循環(huán) 3 ̄4 h。在酸洗過程中應(yīng)經(jīng)常取樣化驗酸洗濃度, 當(dāng)相鄰兩次化驗濃度差值低于 0.2%時, 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)動態(tài)循環(huán) 3 ̄4 h, 其間每隔 0.5 h 進(jìn)行正反交替清洗。酸洗結(jié)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, 利用動態(tài)循環(huán)的方式對換熱器進(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)對換熱器進(jìn)行沖洗 0.5 h, 將換熱器內(nèi)的殘渣徹底沖洗干凈。
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。
總之, 清洗結(jié)束后, 要對換熱器進(jìn)行打壓試驗, 合格后方可使用。
3、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), 必須對系統(tǒng)中的水和軟化罐中的軟化水進(jìn)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)將換熱器與供熱系統(tǒng)分開, 進(jìn)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(jìn)入換熱器。
3) 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。
綜上所述, 嚴(yán)格按照板式換熱器的清洗方式進(jìn)行清洗, 是集中供熱生產(chǎn)正常運行的重要保證。