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(wú)機酸。有機酸主要有:草酸、甲酸等。無(wú)機酸主要有:鹽酸、硝酸等。根據換熱器結垢和工藝、材質(zhì)和水垢成分分析得出:

1)換熱器流通面積小,內部結構復雜,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)生強腐蝕,縮短換熱器的使用壽命。

通過(guò)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(guò)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(guò)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(shí)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(zhù)在金屬氧化物表面的水垢剝離,并脫落下來(lái)。

3)氣掀作用:酸溶液與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發(fā)生反應后,產(chǎn)生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過(guò)程中,對于難溶或溶解較慢的水垢層,具有一定的掀動(dòng)力,使水垢從換熱器受熱表面脫落下來(lái)。

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(huì )變得疏松,很容易被流動(dòng)的酸溶液沖刷下來(lái)。

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(guò)高就會(huì )加劇酸洗液對換熱器板片的腐蝕,通過(guò)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(shí)間:酸洗方法應以靜態(tài)浸泡和動(dòng)態(tài)循環(huán)相結合的方法進(jìn)行。酸洗時(shí)間為先靜態(tài)浸泡2h,然后動(dòng)態(tài)循環(huán)3 ̄4h。在酸洗過(guò)程中應經(jīng)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(shí),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(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(kāi)式?jīng)_洗,使換熱器內部沒(méi)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備,然后再注入換熱器中。

3)酸洗:將注滿(mǎn)酸溶液的換熱器靜態(tài)浸泡2h,然后連續動(dòng)態(tài)循環(huán)3 ̄4h,其間每隔0.5h進(jìn)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(dòng)態(tài)循環(huán)的方式對換熱器進(jìn)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(jìn)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(guò)程中,應嚴格記錄各步驟的時(shí)間,以檢查清洗效果。

在工業(yè)系統例如電廠(chǎng)和大量污水處理中,由于換熱器非常大,水質(zhì)很臟,換熱器會(huì )出現經(jīng)常性的堵塞和結垢,此時(shí)換熱器再拆開(kāi)處理就變得非常困難。解決的辦法主要是系統反向沖洗和內置過(guò)濾器。

常規反向沖洗系統是在換熱器進(jìn)出口管道上安裝反向沖洗閥,沖洗閥口徑要和系統管路相匹配,當系統運行阻力大于設計阻力一倍時(shí),可以判斷換熱器發(fā)生了堵塞,此時(shí)應停止換熱器運行,關(guān)閉換熱器進(jìn)出口閥門(mén),換熱器出口沖洗閥接至少0.2MPA壓力清水,打開(kāi)換熱器出口和進(jìn)口清洗閥,清水從換熱器進(jìn)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(jìn)行去垢處理。

還有一種辦法是在換熱器水質(zhì)比較臟的一側,例如開(kāi)式循環(huán)水側,在換熱器的進(jìn)口通徑中,裝入和換熱器通徑大小一致的內置濾網(wǎng),開(kāi)式水進(jìn)入換熱器前,會(huì )先經(jīng)過(guò)內置濾網(wǎng)過(guò)濾,然后才會(huì )進(jìn)行換熱。運行一段時(shí)間后,就可從換熱器背板盲法蘭處,打開(kāi)盲法蘭,把內置濾網(wǎng)抽出,進(jìn)行沖洗或更換濾網(wǎng),此種工藝也同樣不用拆開(kāi)換熱器就可以進(jìn)行清洗,節約了時(shí)間和資源,也不會(huì )影響工藝生產(chǎn)。

但是要說(shuō)明的是,無(wú)論是反向沖洗還是內置過(guò)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(cháng)換熱器堵塞時(shí)間,最主要還是要從換熱器初始設計時(shí)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(kāi)進(jìn)行酸洗和堿洗處理。

最后,換熱器拆開(kāi)清洗結束后,要對換熱器進(jìn)行打壓試驗,合格后方可使用。