板式換熱器結垢的原因分析、清洗及保護方法
發布時間：2015-03-10 01:01:01 已瀏覽：2210次
換熱器是合理利用與節約能源、開發新能源的關鍵設備。隨著新技術、新工藝、新材料的應用， 板式換熱器以占地面積小、投資少、換熱效率高等特點， 逐步取代原的管殼式換熱器。但由于板式換熱器流通截面積小， 結垢后容易產生阻塞， 是板式換熱器的換熱效率降低的主要原因。
１ 結垢的原因分析
１．１ 以離子或分子狀態溶解于水中的雜質
ａ．鈣鹽類：在水中的主要構成有 Ｃａ（ ＨＣＯ３）２、ＣａＣｌ２、ＣａＳＯ４、ＣａＳｉＯ３ 等。鈣鹽是造成換熱器結垢的主要成分。
ｂ．鎂鹽：在水中的主要構成有 Ｍｇ （ ＨＣＯ３）２、ＭｇＣｌ２、ＭｇＳＯ４ 等。鎂溶解在水中后， 在受熱分解后生成 Ｍｇ （ ＯＨ） ２沉淀， 構成泥渣或水垢。
ｃ．鈉鹽：主要構成有 ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＨ－ＣＯ３ 等。ＮａＣｌ 不生成水垢， 但水中有游離氧存在， 會加速金屬壁的腐蝕； Ｎａ２ＳＯ４ 的含量過高會結鹽， 影響安全運行； 水中的 ＮａＨＣＯ３ 在溫度和壓力的作用下會分解出 ＮａＣＯ３、ＮａＯＨ、ＣＯ２， 使金屬晶粒受損。
１．２ 以膠體狀態存在的雜質
ａ．鐵化合物： 主要成分是 Ｆｅ２Ｏ３， 它會生成鐵垢。
ｂ．微生物：由于循環水的水溫、溶解氧等對微生物提供了有利于繁殖的條件， 微生物將大量繁殖。循環水的溫度較高時， 在水中投加磷酸鹽等藥劑， 正好是微生物的養料， 微生物的繁殖不但阻塞板片通道， 有時還會堵塞管路，還會使金屬腐蝕。
ｃ．污泥：冷卻循環水中的污泥， 來源于空氣中的塵土及補充水中的懸浮物， 逐漸沉積在流速較低的換熱器中。
ｄ．粘垢：主要是微生物的分泌物與水中泥沙、腐蝕產物、菌藻殘骸粘結而成， 常常附著在換熱器壁面上。
２ 板式換熱器結垢的清洗方式
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。
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。多采用的是硝酸。硝酸清洗所用的緩蝕劑可為 ０．２％～０．３％的烏洛托平， 加入 ０．１５％～０．２％的苯胺和 ０．０５％～０．１％的硫氟酸銨。經硝酸清洗并沖洗干凈后的設備在空氣中可自行鈍化。
通過反復試驗發現， 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試驗研究表明， 發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
２．２．１ 溶解作用： 酸溶液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應， 生成易溶化合物， 使水垢溶解。
２．２．２ 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。使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離。并脫落下來。
２．２．３ 氣掀作用： 酸溶液與碳酸鹽水垢發生反應后， 產生大量的 ＣＯ２， ＣＯ２ 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， 使水垢從換熱器表面脫落下來。
２．２．４ 疏松作用： 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
２．３．１ 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， 通過反復試驗發現， 酸洗溫度控制在 ６０℃為宜。
２．３．２ 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， 清洗效果佳。
２．３．３ 酸洗方法及時間： 酸洗方法應以靜態浸泡和動態循環相結合的方法進行。酸洗時間為先靜態浸泡 ２ｈ， 然后動態循環 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。
２．３．４ 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
２．４．１ 沖冼： 酸洗前， 先對換熱器進行開式沖洗， 這樣既能提高酸洗的效果， 也可降低酸洗的耗酸量。
２．４．２ 將清洗液倒人清洗設備， 然后再注入換熱器中。
２．４．３ 酸洗： 將注滿酸溶液的換熱器靜態浸泡 ２ｈ。然后連續動態循環 ３～４ｈ。其間每隔０．５ｈ 進行正反交替清洗。酸洗結束后， 應將酸洗液稀釋中和后排掉。
２．４．４ 堿洗 ：酸洗結束后，用 ＮａＯＨ，Ｎａ３ＰＯ４， 軟化水按一定的比例配制好， 利用動態循環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。
２．４．５ 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。
３ 防止板式換熱器結垢的措施
３．１ 運行中嚴把水質關，必須對系統中的水和軟化罐中的軟化水進行嚴格的水質化驗，合格后才能注人管網。
３．２ 新的系統投運時，應將換熱器與供熱系統分開， 進行一段時間的循環后， 再將換熱器并人系統中， 以避免管網中雜質進入換熱器。
