螺旋板式换热器结垢处理

供暖系统中板式换热器的清洗

石金彤;燕彩霞

【摘 要】文章分析了供暖系统常见的运行故障、原因及危害,提出了板式换热器化学清洗的方法.

【期刊名称】《内蒙古科技与经济》

【年(卷),期】2010(000)007

【总页数】3页(P95-97)

【关键词】供热系统;板式换热器;水垢;污垢;化学清洗

【作 者】石金彤;燕彩霞

【作者单位】包头市热力公司,内蒙古,包头,014010;包头市热力公司,内蒙古,包头,014010

【正文语种】中 文

【中图分类】TK172

目前在供暖系统中,以板式换热器为主体的换热设备已被广泛应用。但在其使用过程中,由于系统中循环水质不良造成的板式换热器板片结垢,致使其换热效率下降的问题时有发生。因此,选择合理的化学清洗方法就成为了提高设备换热效率和延长使用寿命的必要手段。

1 供暖系统常见运行故障的现象及产生的原因

供暖系统在日常运行过程中,其循环水系统常会出现结垢、腐蚀和生物粘泥等现象,致使板式换热器换热效率下降、循环水流速、下降压降增大。严重时将会影响系统的正常运行,并导致运行成本增大、供暖设备缩短甚至导致设备提前报废。造成这些故障的主要原因有:

①在供暖系统中特别是二次网系统中,板式换热器用水一般都采用未经处理的含有大量 Ca2+、Mg2+等成垢离子的自来水。在实际生产过程中,常常采用添加防腐阻垢剂的办法降低自来水的硬度。但同时又常因设备、运行管理不到位,致使防腐阻垢剂的添加不能达到要求,从而造成大量的 Ca2+、Mg2+从水中饱和析出沉积在换热器及管网内的金属面上而形成水垢;②补水中的泥沙及各种菌藻微生物进入循环水系统后,由于温度适宜而使得微生物生长繁殖,在系统中产生大量微生物粘泥,附着在换热器上并与水垢混合在一起形成生物性污垢;③水中的溶解氧和盐类对供暖系统的金属材质会产生氧腐蚀和化学腐蚀。由于供暖系统是由多种金属材质组成的,在含有大量电解质盐类物质的水中,不同的金属间就形成了电偶和腐蚀电池,从而对供暖系统金属产生电化学腐蚀。

板式换热器阻止结垢的方法

一、 导致板式换热器腐蚀因素

波纹板片中的密封垫片在整个板片中变形的重要取悦，板式换热器家夹紧后垫片会因为变形与密封槽有很大的预紧力效果，在运行时，会将垫片以及密封槽等出现滑动。会堆积在缝隙区域中，导致缝隙内的浓度会高达几倍或几十倍以上，加快板式换热器的腐蚀速度。

缩石棉以及氯丁胶的粘结剂中，所含有的氯化钙，在经过水与蒸汽的加热后，温度会逐步升高，会从粘结剂中的氢离子与氯离子析出产生氯化氢，也是板式换热器腐蚀原因之一。

介质浓度：如果在盐酸中，如果浓度越大，腐蚀性越严重，不锈钢和碳钢的浓度的50%的硫酸中腐蚀会很严重，当浓度增到60%时，腐蚀反而极具下降。

板片会存有很多的空隙，比如安装完成后或是与密封槽底以及槽点内会产生cl的富集，随着长时间富集就会大于板片的抗腐蚀能力就会发生板式换热器腐蚀。

温度的腐蚀是一种化学反应，随着温度的升高会逐渐升到10摄氏度，加快腐蚀速度在1-3倍之间。

在机械冲压制造的不锈钢板片，会在表面留有很多的残余力，部分不锈钢板片内不含有钼元素，表面所附在的残余力很难清除或是无法去除。

二、 板式换热器阻止结垢的方法

为防止残留液和沉积物滞留，需要完善板式换热器的结构，所以在焊接时尽量选用双面对接焊和连续焊，防止搭接焊和点焊。

对冷加工件和焊接件进行热处理，有助于消除剩下应力，然后也有助于防止应力腐蚀的发生。常选用应力退火热处理消除剩下应力或其他消除剩下应力的方法，如水压试验、振动时效及锤击等。

电化学保护法，应力腐蚀开裂是应力作用下的阳极溶解进程。因此，可以选用电化学保护的方法控制。

电化学保护方法不但可以防止板式换热器应力腐蚀开裂，并且在保护参数选用稳当的条件下即使发生了裂纹仍可使其间断扩展。

可选用牺牲阳极保护或表面喷涂耐蚀金属的方法。参与缓蚀剂，缓蚀剂防止腐蚀不锈钢的应力腐蚀分裂发生在活化电位区，有必要运用吸附型缓蚀剂对其掩盖。

板式换热器结垢的清洗方法

板式换热器结垢的原因及其危害进行了分析，着重阐述了集中供热生产运行中，板式换热器结垢后的处理方式，并提出了相应的解决措施

近年来,板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资少、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在供热工作中所起的作用，越来越受到供热企业的高度重视，并逐步推广使用，以取代原有的管壳式换热器。但由于板式换热器流通截面较小，结垢后容易产生堵塞，使板式换热器的换热效率降低，影响了设备的安全和用户的正常用热。因此，解决板式换热器的清洗，防止水垢的形成，将成为确保安全生产和经济运行的重要课题。

1.板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害

板式换热器在使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不达标，将不合格的软化水注人供热系统中，使水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物钻结在换热器的受热面上，形成了坚硬的水垢。由于水垢的导热性能差，造成了换热器换热效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。

2 板式换热器结垢的清洗方式

2.1 清洗剂的选择

清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸主要有:草酸、甲酸等。无机酸主要有:盐酸、硝酸等。根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出:.

1) 换热器 流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。

2) 换热器材质为镍钦合金，使用盐酸为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。

通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加人缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。

通过对水垢样本的化学试验研究表明，甲酸能够有效地清除水垢。通过酸液浸泡试验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。

2.2 清除水垢的基本原理

1) 溶解作用:酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。

换热器发生结垢的原因及处理方法

换热器的结垢每年耗资庞大，严重时会影响安全生产的进行。换热器的结垢是指换热器与不洁净流体相接触而在固体表面上逐渐积聚起来的那层固态物质。结垢对换热设备的影响主要有：由于污垢层具有很低的导热系数，从而增加了传热热阻，降低了换热设备的传热效率；当换热设备表面有结垢层形成时，换热设备中流体通道的过流面积将减少，导致流体流过设备时的阻力增加，从而消耗更多的泵功率，使生产成本增加。

依据结垢层沉积的机理，可将污垢分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢等。

1、颗粒污垢：悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚。这种污垢也包括较大固态微粒在水平换热面上因重力作用的沉淀层，即所谓沉淀污垢和其他胶体微粒的沉积。

2、结晶污垢：溶解于流体中的无机盐在换热表面上结晶而形成的沉积物，通常发生在过饱和或冷却时。典型的污垢如冷却水侧的碳酸钙、硫酸钙和二氧化硅结垢层。

3、化学反应污垢：在传热表面上进行的化学反应而产生的污垢，传热面材料不参加反应，但可作为化学反应的一种催化剂。

4、腐蚀污垢：具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热表面腐蚀而产生的污垢。通常，腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体的pH值。

5、生物污垢：除海水冷却装置外，一般生物污垢均指微生物污垢。其可能产生粘泥，而粘泥反过来又为生物污垢的繁殖提供了条件，这种污垢对温度很敏感，在适宜的温度条件下，生物污垢可生成可观厚度的污垢层。

6、凝固污垢：流体在过冷的换热面上凝固而形成的污垢。例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰。温度分布的均匀与否对这种污垢影响很大。

防止结垢的技术应合计以下几点：1、防止结垢形成；2、防止结垢后物质之间的粘结及其在传热表面上的沉积；3、从传热表面上除去沉积物。

防止结垢采用的措施包括以下几个方面：

一、制定阶段应采用的措施