板式換熱器的使用過程中，由于水處理設(shè)備運(yùn)行不當(dāng)，水質(zhì)控制不嚴(yán)，將不符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)水注入換熱器，水中的鈣碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氧化沉淀物。這些沉淀物，一部分粘結(jié)在受熱較大的換熱器受熱面上，形成堅(jiān)硬的水垢；另一部分懸浮在循環(huán)水中沉積在流速較低的受熱面上，形成二次水垢。由于水垢的導(dǎo)熱性能極差（其導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼材導(dǎo)熱系數(shù)的1/30到1/50），因使板式換熱器傳熱惡化，大大降低了傳熱效率，造成熱能的嚴(yán)重浪費(fèi)。據(jù)資料顯示，水垢每增厚1mm，熱效率降低8%左右。水垢的存在會(huì)堵塞板式換熱器通道，使系統(tǒng)阻力增大，影響設(shè)備的安全和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
板式換熱器的水垢和傳熱片結(jié)合牢固,難以用物理方法清除,所以選擇用化學(xué)清洗中的酸清洗方法除垢。根據(jù)板式換熱器的結(jié)垢情況、老化程度和用戶的要求,板式換熱器的化學(xué)清洗可分為拆卸清洗和不拆卸清洗兩種方法。拆卸清洗除垢比較徹底,效果好,但勞動(dòng)量大、工序復(fù)雜且容易造成換熱器滲漏、零配件損壞等不良影響;不拆卸清洗除垢不夠徹底,但勞動(dòng)量小、工序簡(jiǎn)單,且不容易造成換熱器滲漏、零配件損壞等不良影響。當(dāng)板式換熱器結(jié)垢情況嚴(yán)重、換熱效率低下,甚至堵塞時(shí),必須采取拆卸清洗;當(dāng)板式換熱器結(jié)垢較輕或老化嚴(yán)重時(shí),可采取不拆卸清洗。化學(xué)清洗時(shí)可采取循環(huán)清洗和浸泡清洗相結(jié)合的清洗工藝。循環(huán)清洗是用循環(huán)泵、清洗槽、塑料管、清洗對(duì)象組成封閉循環(huán)系統(tǒng),將循環(huán)系統(tǒng)中加入適量清洗劑,用循環(huán)泵循環(huán)清洗;浸泡清洗是循環(huán)系統(tǒng)中清洗劑均勻達(dá)到一定濃度后,關(guān)閉循環(huán)泵浸泡。為了保證清洗劑的濃度,在循環(huán)過程中,每隔1h要檢測(cè)一次清洗槽內(nèi)清洗劑的濃度,使清洗劑的濃度始終保持在0.10～0.15mol/L 安全有效的范圍內(nèi)必要時(shí)需添加清洗劑。
板式換熱器的傳熱片材料一般為奧氏體不銹鋼,型號(hào)大致有AISI304、304L、AISI316、316L、316Ti,不銹鋼材料需采用基清洗劑清洗。密封墊材料一般為丁晴橡膠(NBR) 130 - 140、丁基橡膠(RCB) 140、乙丙橡膠( EPDM) 150,這些材料均能耐酸、堿、酮、醇類等溶液的腐蝕。基于此,我們采用不銹鋼制品專用清洗劑,主要有、羥基、緩蝕劑、滲透劑、消泡劑等化學(xué)藥劑組成。
不拆卸化學(xué)清洗過程如下：
1.化學(xué)清洗循環(huán)回路的連接
先將板式換熱器熱介質(zhì)的進(jìn)出口閥門關(guān)閉,再將冷介質(zhì)的進(jìn)出口閥門關(guān)閉,排掉介質(zhì)(一般為水或汽) 。分別以冷熱介質(zhì)的進(jìn)水排污口為清洗液進(jìn)水口,出水排污口為清洗液出水口(若無排污口需添加并加閥門) ,按熱介質(zhì)進(jìn)口—熱介質(zhì)出口—冷介質(zhì)進(jìn)口—冷介質(zhì)出口的順序,和清洗泵、清洗槽、塑料管組成化學(xué)清洗循環(huán)系統(tǒng)(如圖所示)
2.化學(xué)清洗工藝實(shí)施
往清洗槽內(nèi)注水檢查系統(tǒng)循環(huán)正常后,加入適量清洗劑,開始循環(huán)清洗。按照化學(xué)清洗工藝,在循環(huán)過程中,每隔1h要檢測(cè)一次清洗槽內(nèi)清洗液的濃度,使清洗液的濃度始終保持在0.10 ～0.15mol/L安全有效的范圍內(nèi),并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)添加清洗劑。不拆卸化學(xué)清洗可能需要時(shí)間長一些,可采用循環(huán)清洗和過夜浸泡清洗相結(jié)合來清洗。當(dāng)清洗劑濃度連續(xù)2h不變化或變化量很小時(shí),即可停止循環(huán)。
3.沖洗
化學(xué)清洗結(jié)束后,由于板式換熱器內(nèi)部流通孔徑小,總有垢渣(特別是污垢)粘附在傳熱片上,所以需要用循環(huán)泵反復(fù)沖洗掉垢渣。把清洗槽內(nèi)廢液排掉,充滿清水,用循環(huán)泵沖洗,廢水排掉,再反復(fù)沖洗,不停接水觀察,直到板式換熱器內(nèi)不再有垢渣排出為止。
4.中和、鈍化處理
中和是將清洗后設(shè)備中殘留的酸液進(jìn)行中和而不腐蝕設(shè)備;鈍化是在金屬表面上形成能抑制金屬溶解過程的電子導(dǎo)體膜,這層膜本身在介質(zhì)中的溶解速度很小,以致它能使金屬的陽極溶解速度保持在很小的數(shù)值上。由于不拆卸化學(xué)清洗要用到與板式換熱器相連接的幾段管道,傳熱片為不銹鋼材質(zhì)不需要中和、鈍化處理,但管道為鋼鐵材質(zhì),清洗后表面的水垢和鐵銹都被清除,露出鋼鐵的本質(zhì),其處于十分活潑的活化狀態(tài),極易銹蝕,因此需要進(jìn)行中和、鈍化處理,防止出現(xiàn)二次銹蝕。
5.中和處理
中和處理可用、碳酸等輔以中和助劑,按015%的投加量使用,即1 t水加中和藥劑5kg,對(duì)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)殘余的酸性清洗劑進(jìn)行中和處理,使pH達(dá)到7循環(huán)停止。
6.鈍化處理
中和處理后進(jìn)行鈍化處理,向循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)添加適量鈍化預(yù)膜劑,循環(huán)均勻后使pH控制在8～9之間,鈍化預(yù)膜劑的使用量按清洗劑循環(huán)水量計(jì)算, 1 t水加鈍化預(yù)膜劑10kg。
7.恢復(fù)
鈍化后拆除連接管,關(guān)閉各排污閥,先打開冷介質(zhì)的進(jìn)出口閥門,再打開熱介質(zhì)的進(jìn)出口閥門即可。
防止板式換熱器結(jié)垢的主要措施
1） 在日常運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)把水質(zhì)關(guān)。運(yùn)行人員必須對(duì)系統(tǒng)的循環(huán)水進(jìn)行嚴(yán)格的水質(zhì)化驗(yàn)，水質(zhì)合格后才能注入熱力系統(tǒng)。中心化驗(yàn)室應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督，不定期抽查，以保證入網(wǎng)水質(zhì)合格。2） 換熱器投運(yùn)前，應(yīng)與系統(tǒng)分離，待冷循環(huán)一段時(shí)間后，將除污器和濾網(wǎng)中的雜質(zhì)徹底清除干凈，再并網(wǎng)運(yùn)行，并且要對(duì)除污器進(jìn)行不定期的清理排污。3）由于一、二次網(wǎng)的循環(huán)水都未經(jīng)過除氧處理，換熱器表面的氧腐蝕不可避免，特別是在停運(yùn)期間，氧腐蝕極為嚴(yán)重，
會(huì)形成鐵氧化物。這些鐵氧化物與換熱器表面的水垢結(jié)合后會(huì)形成巧克力色的水垢片，嚴(yán)重堵塞換熱器的流通截面，影響換熱效果，因此應(yīng)在各熱力站加裝除氧設(shè)備