板式換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效的換熱設(shè)備,它具有換熱效率高(其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3~5倍)、占地面積小(為管式換熱器的1/3)、使用壽命長、投資小、易于除垢、可靠耐用等特點(diǎn),近年來被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、制藥、船舶、紡織、化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè),是實(shí)現(xiàn)加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌等用途的優(yōu)良設(shè)備。但是,由于板式換熱器一般換熱溫度較高(特別是汽水交換),且其換熱效率高,所以極易結(jié)垢。同時(shí)板式換熱器內(nèi)部流通孔徑小,結(jié)垢后使內(nèi)部通道截面變小甚至堵塞,造成板式換熱器換熱效率降低,從而影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行和設(shè)備的安全。因此,板式換熱器應(yīng)定期進(jìn)行化學(xué)清洗,除掉污垢,以保證板式換熱器的高效換熱和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 板式換熱器的簡介 板式換熱器是用薄金屬板(一般為不銹鋼)壓制成具有一定形狀波紋的換熱板片,然后加密封膠墊疊裝而成的一種換熱器。主要由傳熱片、密封膠墊、夾緊螺栓、壓緊板、整機(jī)框架等零部件組成。冷熱介質(zhì)通過相鄰換熱板片流經(jīng)各自通道,中間通過一層薄換熱板片進(jìn)行換熱,因此高效節(jié)能,換熱系數(shù)高,使用安全可靠,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,占地少,組合靈活,調(diào)整維修方便。 板式換熱器清洗前的準(zhǔn)備 板式換熱器的結(jié)垢分析 板式換熱器一般可分為:水-水交換和汽-水交換兩種方式。水-水交換方式冷熱介質(zhì)均為水,且冷熱水溫差不大,大概在70~90℃之間,兩邊結(jié)垢情況基本相同;汽-水交換方式熱介質(zhì)為水蒸汽,一般不易結(jié)垢,冷介質(zhì)為水,溫度約90℃,易結(jié)垢。其垢樣大致可分為水垢和污垢,尤以水垢為主。水垢主要是水中溶解的各種鹽類受熱分解溶解度降低而結(jié)晶沉積在傳熱片上,通常為碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽,這類垢結(jié)晶致密,比較堅(jiān)硬,難以清除;污垢一般是由顆粒細(xì)小的泥砂、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜物碎屑、腐蝕產(chǎn)物、油污、特別是菌藻的尸體及其粘性分泌物等組成,這種垢體積較大、質(zhì)地疏松稀軟,較易清除。 板式換熱器除垢清洗方法和清洗工藝的選擇 板式換熱器的垢樣以水垢為主,比較堅(jiān)硬,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,但勞動量小、工序簡單,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。遇中午或晚上可采取加清洗劑后浸泡清洗。 清洗劑的選擇 板式換熱器的傳熱片材料一般為奧氏體不銹鋼,型號大致有AISI 304、304L、AISI 316、316L、316T,i不銹鋼材料需采用硝酸基清洗劑清洗。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?；诖?我們采用河南省科學(xué)院能源研究所研制的不銹鋼制品專用清洗劑(該清洗劑已通過河南省科學(xué)技術(shù)廳組織的技術(shù)鑒定),主要有硝酸、羥基乙酸、緩蝕劑、滲透劑、消泡劑等化學(xué)藥劑組成,該清洗劑對不銹鋼制品有除垢率高、腐蝕率小、除垢速度快等特點(diǎn),最佳清洗濃度在0·10~0·15mol/L范圍內(nèi)。該清洗劑的各項(xiàng)性能指標(biāo),經(jīng)檢測均符合HG/T 2387-2007《工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。 板式換熱器的拆卸清洗 拆卸 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),用鋼尺量出換熱器傳熱片壓縮的凈尺寸(兩塊兒壓緊板內(nèi)面間的距離)并記錄。均勻、對稱地拆除換熱器的夾緊螺栓,輕輕地將活動壓緊板沿軌道推開,逐片拆下傳熱片(注意不要把密封膠墊扯斷或扯掉),并按順序擺好。由于有的換熱器采用幾種紋路的傳熱片,所以一定要記清每種紋路的片數(shù)和組合順序。 拆卸化學(xué)清洗 化學(xué)清洗循環(huán)回路的連接 用清洗泵、清洗槽、塑料管組成化學(xué)清洗循環(huán)系統(tǒng)(如圖1所示),將拆下的傳熱片按順序整齊地?cái)[放在清洗槽內(nèi)(傳熱片應(yīng)與水流方向平行),注水后檢查系統(tǒng)是否正常。 化學(xué)清洗工藝實(shí)施 往清洗槽內(nèi)注水直至傳熱片被完全淹沒。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),并根據(jù)測量數(shù)據(jù)添加清洗劑。清洗前期,反應(yīng)比較劇烈,有大量泡沫出現(xiàn),可噴灑消泡劑消泡,同時(shí)清洗液濃度下降較快,清洗液濃度可適當(dāng)高一點(diǎn)兒。當(dāng)清洗劑的濃度連續(xù)2h內(nèi)不變化或變化量極小,同時(shí)觀察到傳熱片表面水垢明顯減少,用塑料刷子輕輕一刷就可刷掉,此時(shí)可視為到清洗終點(diǎn)。 余垢清除 化學(xué)清洗結(jié)束后,逐片取出傳熱片,用清洗機(jī)將傳熱片兩面的余垢清除,必要時(shí)用塑料刷協(xié)助刷洗。清洗過程中清洗機(jī)壓力不要太高,以490~588kPa為宜,水柱不要與傳熱片垂直,應(yīng)有一定夾角,以免將傳熱片損壞。同時(shí)還應(yīng)注意傳熱片的順序和傳熱片上的密封墊的安全。 組裝 除垢完畢,按照拆卸時(shí)傳熱片的疊加順序從固定壓緊板開始,依次將傳熱片沿軌道疊加(注意傳熱片上的密封膠墊不要脫落,若有脫落可用密封膠粘貼)。傳熱片全部安裝上后,小心地將活動壓緊板沿軌道壓上,把壓緊螺栓依次放在絲槽內(nèi),均勻、緩慢、對稱地壓緊(否則容易把傳熱片壓破或壓偏,使板式換熱器漏水或漏氣),直到傳熱片的壓縮凈尺寸達(dá)到或略小于原來的尺寸。 液壓試驗(yàn) 板式換熱器組裝完應(yīng)按GB 16409-1996《板式換熱器》標(biāo)準(zhǔn)要求兩側(cè)分別進(jìn)行單側(cè)液壓試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)應(yīng)緩慢升壓,達(dá)到規(guī)定的壓力后,保壓時(shí)間為10~30min,然后降至設(shè)計(jì)壓力下保壓,對所有密封面進(jìn)行檢查,看是否有滲漏現(xiàn)象,保壓時(shí)間不少于30min。 恢復(fù) 液壓試驗(yàn)安全后拆除連接管,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。 板式換熱器的不拆卸清洗 不拆卸化學(xué)清洗 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2所示)。 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)。 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。 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。 中和處理 中和處理可用氫氧化鈉、碳酸鈉等輔以中和助劑,按0·5%的投加量使用,即1t水加中和藥劑5kg,對循環(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。 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, 1t水加鈍化預(yù)膜劑10kg。 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。 應(yīng)用實(shí)例 板式換熱器的這兩種化學(xué)清洗方法經(jīng)河南省科學(xué)院能源研究所多次實(shí)踐,不斷完善,其工藝流程成熟、清洗周期短、污垢清洗徹底,具有經(jīng)濟(jì)、快捷、令客戶滿意等優(yōu)點(diǎn)。其中拆卸清洗除垢率可達(dá)到95%以上,不拆卸清洗雖然不能直觀地觀察到除垢率,但從板式換熱器清洗前后進(jìn)出水溫度和進(jìn)出水壓力的變化可以看出清洗的效果。下面是2007年10月對河南省水利廳辦公樓取暖用板式換熱器的拆卸清洗實(shí)例。 化學(xué)清洗過程控制(見表1) 清洗過程中采用了循環(huán)清洗和浸泡清洗相結(jié)合的方法,清洗過程用時(shí)10h。清洗終點(diǎn)根據(jù)清洗劑濃度隨時(shí)間的變化情況以及觀察傳熱片上水垢的反應(yīng)程度來判斷,當(dāng)清洗劑的濃度連續(xù)2h內(nèi)不變化或變化量極小,即可視為清洗終點(diǎn)。 板式換熱器由于換熱溫度高、內(nèi)部流通孔徑小,容易結(jié)垢堵塞,所以應(yīng)定期、定時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗。板式換熱器的化學(xué)清洗可分為拆卸清洗和不拆卸清洗,各有優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)設(shè)備的具體情況和用戶的要求選擇,為客戶提供了多種選擇的機(jī)會。經(jīng)多次實(shí)踐清洗證明,兩種化學(xué)清洗方法工藝流程成熟、周期短、清洗徹底,具有經(jīng)濟(jì)、快捷、令客戶滿意等優(yōu)點(diǎn),為板式換熱器的正常安全運(yùn)行提供了可靠的保證。 若長期不注意維護(hù)保養(yǎng)... 附，拆卸清洗維護(hù)步驟： 清洗工藝方式有：循環(huán)、噴淋等、浸泡。 清洗工藝步驟及操作標(biāo)準(zhǔn)： 一.首先根據(jù)換熱器的換熱面積及結(jié)垢厚度，計(jì)算出需要準(zhǔn)備的清洗劑原液數(shù)量。 二. 根據(jù)換熱器的管路容積，準(zhǔn)備好盛清洗劑的容器，能滿足循環(huán)需要即可，容器內(nèi)表面要求干凈無氧化層或者使用非金屬材質(zhì)的容器。 三. 根據(jù)換熱器內(nèi)部循環(huán)壓力要求，準(zhǔn)備好可供循環(huán)的工業(yè)離心泵，準(zhǔn)備好泵與換熱器及容器的連接管路，必要時(shí)要制作法蘭連接。 四. 根據(jù)垢層厚度或者是清洗時(shí)間來確定是否需要對清洗劑原液進(jìn)行稀釋，稀釋比例根據(jù)情況不同可控制在 1:1~1:5 之間。 五. 在容器內(nèi)倒入足夠量的清洗劑并連接好管路，開啟關(guān)對換熱設(shè)備進(jìn)行循環(huán)清洗。換熱設(shè)備不用拆卸，可在線清洗。 六. 循環(huán)清洗過程中由于清洗劑與垢質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在溶液槽內(nèi)可發(fā)現(xiàn)有明顯溶解的垢質(zhì)雜質(zhì)及泡沫。 七. 清洗一段時(shí)間后，在溶液內(nèi)加入清洗劑原液提高溶液濃度繼續(xù)清洗。 八. 清洗一段時(shí)間后，把循環(huán)管路的進(jìn)、出口調(diào)換進(jìn)行反 循環(huán)清洗。 九. 清洗過程中要時(shí)刻對溶液進(jìn)行測試，保持溶液濃度在有效范圍之內(nèi)，直到溶液濃度長時(shí)間再沒 有變化時(shí)，說明換熱設(shè)備已經(jīng)清洗干凈。 十. 在容器內(nèi)換入清水進(jìn)行循環(huán)清洗置換，把殘留在設(shè)備內(nèi)的已經(jīng)剝離的垢質(zhì)和其它雜質(zhì)沖洗干凈，清洗過程也需要調(diào)換進(jìn)、出口管路進(jìn)行反復(fù)沖洗。 十一.使用清洗劑也可對設(shè)備進(jìn)行浸泡清洗。 十二. 在容器內(nèi)放入待清洗設(shè)備部件，倒入清洗劑原液或稀釋液浸泡，根據(jù)垢層厚度、質(zhì)量等參 數(shù)確定具體浸泡時(shí)間，最后用清水沖洗即可。