板式換熱供暖機組的清洗與維護

韓艷琴

（河北白沙煙草有限責任公司保定卷煙廠，河北 保定 071000）

保定卷煙廠冬季廠區供暖采用板式換熱器，由于板片間流通截面狹窄，水質不好的情況下，在板式換熱器內壁形成水垢和污物沉積，造成板式換熱器堵塞；隨著使用時間的增長，板間密封墊片逐步老化，容易造成介質滲漏，影響使用壽命。為保證板式換熱器正常使用，需要嚴格控制循環水水質符合標準。

一、結垢堵塞問題探析

板式換熱器的流道間隙較小（2.5-6mm），直徑大于1.5～3mm的顆粒雜物容易阻塞板片通道，使設備的壓降急劇惡化，導致設備因堵塞而換熱能力大幅降低，嚴重的造成生產中斷。

（一）原因分析

板式換熱器運行中主要故障是因結垢導致熱工性能下降，需要采取機械或化學方法清理水垢，通過對垢樣進行檢測，主要成分是碳酸鹽，同時還有少量硫酸鹽和氧化鐵垢及泥垢?？梢姡迨綋Q熱器中水垢的產生主要是由于水的硬度而引起的，硬度越高，板式換熱器結垢頻率越高。少量的氧化鐵垢及泥垢是由于系統管網鐵的氧化及淤泥而導致。

（二）水垢對板式換熱器的危害

1.浪費能源。水垢的導熱性很差，其導熱系數比金屬小幾十倍甚至近百倍。結垢后會使受熱面傳熱情況惡化，降低傳熱效率，浪費蒸汽，增加了鍋爐的運行負荷。同時，由于水垢堵塞管路，增加了循環水泵的能耗，與廠部提倡的節能降耗相違背。

2.影響板式換熱器安全運行。板式換熱器正常運行時，傳熱板片很快將蒸汽熱量傳遞給水，兩者溫差約為35℃左右。當有水垢時，蒸汽的熱量由于受到水垢的阻擋，蒸汽與水的傳熱效果大大降低，其熱量勢必造成傳熱板片溫度急劇升高，強度顯著下降。從而導致換熱板片及密封膠墊過熱老化變形，甚至破裂，嚴重影響板式換熱器安全運行。

3.縮短板式換熱器壽命。水垢附在傳熱板片上，很難清除。為了除垢需要經常停機清洗，因而增加檢修費用，不僅耗費人力、物力，而且由于經常采用機械方法與化學方法除垢，會使傳熱板片及密封膠墊受到損傷，而且，傳熱板片也會隨著機械損傷發生局部腐蝕，會縮短板式換熱器的使用年限。

二、改進措施

（一）化學清洗

化學清洗可以不拆板式換熱器，在換熱器上連接一個清洗系統，使清洗液在每側流道里循環，清洗液應對板片材料、墊片毫無損傷。目前多采用的是酸洗，清洗劑有有機酸和無機酸。有機酸主要有：草酸、甲酸等。無機酸主要有：鹽酸、硝酸等。根據換熱器結垢和工藝、材質和水垢成分分析得出：（1）換熱器流通面積小，內部結構復雜，清洗液若產生沉淀不易排放。（2）換熱器材質為鎳鈦合金，使用鹽酸清洗易對板片產生強腐蝕，縮短換熱器使用壽命。通過反復試驗發現，在甲酸清洗液中加入緩沖劑和表面活性劑，可降低清洗液對板片的腐蝕。通過對水垢樣本的化學試驗和酸浸泡試驗發現，甲酸能夠有效地清除水垢及附在板片上的水垢，同時它對換熱器板片的腐蝕作用也很小。

1.清除水垢的基本原理 。（1）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。（2）剝離作用：酸溶液能溶解金屬表面的氧化物，破壞與水垢的結合。從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離，并脫落下來。（3）氣掀作用：酸溶液與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應后，產生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過程中，對于難溶或溶解較慢的水垢層，具有一定的掀動力，使水垢從換熱器受熱表面脫落下來。（4）疏松作用：對于含有硅酸鹽和硫酸鹽的混合水垢，由于鈣、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松，很容易被流動的酸溶液沖刷下來。

2.清洗水垢的工藝要求。（1）酸洗溫度：提升酸洗溫度有利于提高除垢效果。如果溫度過高就會加劇酸洗液對換熱器板片的腐蝕，通過反復試驗發現，酸洗溫度控制在60℃最為適宜。（2）酸洗液濃度：根據反復試驗得出，酸洗液應按甲酸81%、水17%、緩沖劑1.2%、表面活性劑0.8%配制，清洗效果極佳。（3）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的方法進行。酸洗時間為先靜態浸泡2h，然后動態循環3~4h。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于0.2%時，即可認為酸洗反應結束。

（二）機械清洗

打開板式換熱器，卸下夾緊螺栓，將活動壓緊板平移向支柱，逐次拆下板片，用高壓水槍沖刷，對于難以沖刷掉的污垢，則可用軟纖維刷子或鬃毛刷來洗刷。

1.機械清洗過程中的注意事項。（1）板式換熱器拆卸前應測量板束的壓緊長度尺寸，做好記錄。（2）密封墊片若粘在兩板片間的溝槽內，此時需用螺絲刀小心地將其分開，螺絲刀應先從易剝開的部位插入，然后沿其周邊進行分離，切不可損壞換熱器板片和密封墊片。（3）拆卸鈦材的板片時，嚴禁與明火接觸，以防氧化。（4）在拆除及清理過程中，要輕拿輕放，不能用力撞擊或振動，以免損壞換熱板片及密封膠墊。（5）清理時，決不能使用金屬刷刷洗，尤其是不銹鋼板片，以免造成板片表面劃傷，加速板片的腐蝕，如果板片上有污點或鐵銹時，可用去污粉清除。（6）清洗用的清水，必須不含鹽、硫等成分。

(三)板式換熱器的運行與維護

1.在運行前應檢查板式換熱器各夾緊螺栓是否松動，如松動應夾緊；對管網系統進行沖洗、吹凈。

2,啟動前應打開換熱器的所有出口閥門，關閉進口閥門，循環泵啟動后，再緩慢打開換熱器的進口閥門，逐步提高流量及壓力，避免瞬時沖擊而產生局部高壓損壞設備。

3,開機時，應先開啟循環水系統，再打開蒸汽閥；關機時，應先關閉蒸汽閥，待水溫降到60℃以下時，再關閉循環水泵，以免造成換熱器高溫過熱，過早老化。

4.開車運行后，應通過管路系統中的放氣閥排出設備中的空氣，防止空氣停留在設備中，降低傳熱效果。

5.為防止結垢，必須保證軟化設備完好，循環水的硬度≤0.6mmol/L，在整個系統中，除污器和過濾器應當進行不定期的清理外，還應當保持管網中的清潔，以防止換熱器堵塞。