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    详解板式换热器结垢的原因和清洗原理

    2016-07-30 09:26:39 点击数:

    从20世纪80年代以来,板式热交换器就以占地面积小、传热系数高、低成本、热损小、组装灵活,易于清洗等特点,和它在供暖系统中起到重要作用,逐渐成为供暖行业的首肯,并逐步投入到实际应用中,替换原有的管式热交换器。而由于板式换热器的流道截面积相对小,经常因为结垢而堵塞,使得板式换热器的换热效率明显降低,极大影响设备的安全和正常使用。如何有效清洗板式换热器,防止水垢形成,将成为保证经济生成和安全操作的重要研究课题。
    1、究其因,晓其害
    板式换热器在日常使用过程中,因水质控制没有达到标准,致使软水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物黏结在换热器的受热面上,并形成顽固的水垢。而水垢的传热性能差,导致换热器换热效率低下和热能的浪费,从而影响换热效果,造成负面影响。
    2、清除板式换热器结垢的方式


    A、科学选择清洗剂
    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: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。
    换热器材质为镍钛合金,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。在甲酸清洗液中加入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。
    B、清除水垢的基本原理
    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。
    剥离作用:酸溶液能溶解金属表面的氧化物,破坏与水垢的结合,从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离,并脱落下来。
    气掀作用:酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后,产生大量的二氧化碳。二氧化碳气体在溢出过程中,对于难溶或溶解较慢的水垢层,具有一定的掀动力,使水垢从换热器受热表面脱落下来。
    疏松作用:对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢,由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解,残留的水垢会变得疏松,很容易被流动的酸溶液冲刷下来。
    C、清洗水垢的工艺要求
    酸洗温度:提升酸洗温度有利于提高除垢效果,如果温度过高就会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀,通过反复试验现,酸洗温度控制在60℃为宜。
    酸洗液浓度:根据反复试验得出,酸洗液应按甲酸81.0%、水17.0%、缓冲剂1.2%、表面活性剂0.8%的浓度配制,清洗效果极佳。
    酸洗方法及时间:酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。酸洗时间为先静态浸泡2h,然后动态循环3 ̄4h。在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度,当相邻两次化验浓度差值低于0.2%时,即可认为酸洗反应结束。
    钝化处理:酸洗结束后,板式热交换器表面的水垢和金属氧化物绝大部分被溶解脱落,暴露出崭新的金属,极易腐蚀,因此在酸洗后,对换热器板片进行钝化处理。
    D、清洗水垢的具体步骤
    冲冼:酸洗前,先对换热器进行开式冲洗,使换热器内部没有泥、垢等杂质,这样既能提高酸洗的效果,也可降低酸洗的耗酸量。
    将清洗液倒入清洗设备,然后再注入换热器中。
    酸洗:将注满酸溶液的换热器静态浸泡2h,然后连续动态循环3 ̄4h,其间每隔0.5h进行正反交替清洗。酸洗结后,若酸液pH值大于2,酸液可重复使用,否则,应将酸洗液稀释中和后排掉。
    碱洗:酸洗结束后,用NaOH,Na3PO4,软化水按一定的比例配制好,利用动态循环的方式对换热器进行碱洗,达到酸碱中和,使换热器板片不再腐蚀。
    水洗:碱洗结束后,用清洁的软化水,反复对换热器进行冲洗0.5h,将换热器内的残渣彻底冲洗干净。