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板式熱交換器結垢的主要原因及其危害

作者:換熱設備 | 發布時間:2019-08-27
一、板式熱交換器結垢的主要原因及其危害
板式熱交換器在使用過程中,水中的鈣、鎂及碳酸鹽遇熱後分解為碳酸鈣和氫氧化鈣沉澱物結在熱交換器的受熱麵上,形成了堅硬的水垢。由於水垢的導熱性能差,造成熱交換器熱交換效率的降低以及熱能的嚴重浪費。

二、板式熱交換器結垢的清洗方法
1、機械清洗(因為垢硬,必須用鐵刷刷)是最簡單的清洗方法,但弊端是:
①對板片有劃傷,而且刷後更易掛垢。
②工人在冷水中作業,勞動條件差。
③清洗時必須將熱交換器拆開,對板片及膠條有損害,勞動強度大。

2、化學方法清洗:目前采用的是酸洗,通過試驗發現,選擇甲酸及草酸作為清洗液效果較好,又不腐蝕熱交換器板片。
(1)甲酸清洗。在甲酸清洗液中加入緩衝劑和表麵活性劑,清洗效果更好,並可降低清洗液對板片的腐蝕。
①清除水垢的基本原理
a溶解作用:酸溶液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應,生成易溶化合物,使水垢溶解。
b剝離作用:酸溶液能溶解金屬表麵的氧化物,破壞與水垢的結合,從而使附著在金屬氧化物表麵的水垢剝離,並脫落下來。
c氣掀作用:酸溶液與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應後,產生大量的CO2.CO2氣體在溢出過程中,對於難溶或溶解較慢的水垢層,具有一定的掀動力,使水垢從熱交換器受熱表麵脫落下來。
d疏鬆作用:對於含有矽酸鹽和硫酸鹽混合水垢,由於鈣、鎂、碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解,殘留的水垢會變得疏鬆,很容易被流動的酸溶液衝刷下來。
②清洗水垢的工藝要求
a酸洗溫度:提升酸洗溫度有利於提高除垢效果,如果溫度過高就會加劇酸洗液對熱交換器板片的腐蝕,酸洗溫度扼製在60℃為宜。
b酸洗液濃度:根據試驗,酸洗液應按甲酸81.0%、水17.0%、緩衝劑1.2%、表麵活性劑0.8%的濃度配製,清洗效果好。
c酸洗方法及時間:酸洗方法應以靜態浸泡和動態循環相結合方法進行。酸洗時間為先靜態浸泡2h,然後動態循環3h~4h.在酸洗過程中應經常取樣化驗酸洗濃度,當相鄰兩次化驗濃度差值低於1.2%時,即可認為酸洗反應結束。
d鈍化處理:酸洗結束後,板式熱交換器表麵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,因此在酸洗後,對熱交換器板片應進行鈍化處理。
③清洗水垢的具體步驟
a衝冼:酸洗前,先對熱交換器進行開式衝洗,使熱交換器內部沒有泥、垢等雜質,這樣既能提高酸洗的效果,也可降低酸洗的耗酸量。
b將清洗液倒入清洗設施,然後再注人熱交換器中。
c酸洗:將注滿酸溶液的熱交換器靜態浸泡2h,然後連續動態循環3h~4h,其間每隔0.15h進行正反交替清洗。酸洗結束後,若酸液
PH值大於2,酸液可重複使用,否則,應將酸洗液稀釋中和後排掉。
d堿洗:酸洗結束後,用磷酸三鈉,軟化水按一定的比例配製好,利用動態循環的方式對熱交換器進行堿洗,達到酸堿中和,使熱交換器板片不再腐蝕。
e水洗:堿洗結束後,用清潔的軟化水,反複對熱交換器進行衝洗0.15h,將熱交換器內的殘渣徹底衝洗幹淨。
(2)草酸清洗。首先,根據板片材質及垢的顏色等進行分析,通過實驗草酸既能與垢發生反應,對板片又沒有腐蝕。
(1)試驗過程
a不拆熱交換器,在熱交換器二次網進、出口閥門裏側安上注水閥門,將水箱內3%~5%草酸溶液注入熱交換器內,利用循環泵強製草酸溶液在熱交換器與水箱之間循環,達到清洗目的。
b清洗2遍,每遍清洗三、四個小時,拆開熱交換器後,板片光潔如新,試驗獲得成功。
c用2%磷酸三鈉清洗後,再用清水衝洗2次。
(2)使用草酸進行清洗板片,必須遵守如下操作規程
a衝洗:
①水溫必須<16℃;
②草酸濃度<5%,浸泡時間不能超過6h;
③兌溶液水箱一定要避光;
④用草酸洗後,必須用2%磷酸三鈉進行衝洗,再用清水衝洗2遍
⑤進、出口閥門一定要嚴,不得將溶液進入係統;
⑥不得將清洗液放入泵坑,必須放入下水。
(3)拆洗(結垢較嚴重時)。拆卸、安裝交換器按《拆、裝交換器注意事項》;拆卸板片去掉膠條後,放入槽中,再注入清水;投藥量:按水槽水量的5%(即100kg水兌5kg草酸),用小桶稀釋草酸後,均勻倒入水槽中。草酸投放量可視結垢情況確定,投放量不得超過5%;酸浸溫度、時間:板片在水槽中酸浸時間不能超過6h(以4h為宜),浸泡水溫不得超過16℃;浸泡後的板片用竹刷(或塑料刷)擦拭,清水衝洗,嚴禁用金屬刷或金屬網擦拭;擦洗後的板片用2%磷酸三鈉(100kg水兌2kg磷酸三鈉)浸泡1h後,用清水衝洗;拆洗結束安裝板片時,按使用尺寸的112~115倍長度進行壓緊,待進入采暖期前一周,再進行壓緊或試壓;拆洗中膠條必須用清水衝洗,晾幹後使用;不得將清洗液放入泵坑,必須放入下水。

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