板式换热器板片的酸式化学清洗

发布网友发布时间：2024-05-15 12:12

共1个回答

热心网友时间：2024-06-01 03:35

　　板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种结构紧凑、性能高效的换热器。板式换热器传热效率高，能使两种热交换流体在较低的流速下增强扰动，强化传热，传热系数比管壳式换热器提高了3～5倍，因此相同换热能力下，板式换热器的占地面积只相当于管壳式换热器的三分之一左右。板式换热器不仅组装灵活，只要增减板片数量或改变板片组装流程即可满足板式换热器在生产上工艺的改变和产量的要求，而且同时热损失小，不需要保温层，质量轻，检维修方便，广泛应用于各行各业中。

　　板式换热器是通过各种板片之间形成薄矩形通道进行热量交换，长期运行会导致换热器流道被水垢及粘结物堵塞，造成换热器的换热效率降低、换热周期缩短、能耗增加，影响换热器正常运行。由于板片上的水垢和传热片结合牢固，难以用物理方法清除，所以选择用化学清洗中的酸清洗方法除垢。板片传统的酸式化学清洗出现的一些问题，不仅不能彻底清除水垢等沉积物，并对不锈钢板片造成腐蚀，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，缩短板片使用寿命，而且清洗废液有毒，不能直接排放，需投入定量的资金进行废水处理。因此能否找到一种高效、环保、安全，不但清洗效果良好，而且对设备没有腐蚀的化学清洗剂，是每一个供热工程师多年来的一个追求目标。

　　一、化学清洗剂的选择原则要求

　　化学清洗剂的选择是化学清洗中最关键的问题。化学清洗时,应该根据被清洗设备的金属材质、结构特点、积沉物(垢)的化学组成和垢的沉积状态以及数量的多少来选用清洗介质，并确定选用介质的工艺条件，使之达到清除沉积物和保护设备免受腐蚀这两个目的。化学清洗剂的选择原则如下：

　　1、清洗剂必须与被清洗的沉积物易于进行化学反应，并且在反应时要求有足够的反应速度。反应生成物必须易于溶于水，有较好的化学稳定性。

　　2、清洗剂与金属材料接触时,不得引起金属材料各种性能的变化。例如，不能用盐酸清洗介质清洗不锈钢材料，否则难免会有不锈钢应力腐蚀破裂的危险。在清洗系统若有不锈钢材料或耐热高合金钢时,应该选用盐酸以外的药剂作为清洗剂。

　　3、清洗剂必须与缓蚀剂等其他药剂之间有很好的协调作用，以保证在清洗过程中金属的腐蚀速度值在规程规定的范围内。

　　4、清洗剂本身对金属的腐蚀性应尽量弱，使得设备有更高的安全性。

　　5、清洗剂的毒性应尽可能小,以利于清洗废液排放处理。

　　6、清洗剂的价格力求经济,以利于降低清洗费用。

　　7、清洗剂应用工艺简单,资金投入少。

　　依据以上原则,对特定的清洗选择合适的清洗剂。

　　二、不锈钢板片化学酸式清洗对清洗剂的特殊要求

　　化学清洗腐蚀性风险大，清洗剂选择不当，会造成板片不可逆转的腐蚀损伤。由于板式换热器板片材料一般为奥氏体不锈钢，在任何情况下不得使用盐酸清洗，制备清洗液时，水中氯含量不得超过300ppm，否则就会发生晶间腐蚀和点蚀。以前清洗碳酸盐，硫酸盐，硅酸盐，氧化亚铁等为主要成分的水垢，传统采用的酸性化学清洗剂无机酸为硝酸，磷酸，氢氟酸，有机酸为柠檬酸，甲酸，草酸，氨基硫磺等。氢氟酸有毒；硝酸具有强腐蚀性，配用缓蚀剂价格高，且味大；氨基硫磺易潮解，对金属氧化物溶解慢。九十年代中期我单位处理用于加热浴池专用热水的板式换热器板片时，采用草酸清洗换热器板片上的碳酸盐水垢，由于草酸的腐蚀性较大，每次清洗时间都不敢超过2个小时，因清洗的不够彻底，所以清洗时间由以前的一年一次变为以后的一年三次，增加了两次的停机时间，影响了专用热水的供应。前几年，我们在处理供热系统中板式换热器板片上的锈垢时，曾选择甲酸这种有机酸作为清洗剂，在甲酸清洗液中加入缓蚀剂和表面活性剂，酸洗液温度控制在60℃左右，虽能较大限度减少清洗液对板片的腐蚀，但温度不好控制，除垢率只有80%左右，且废液不能直接排放，需经过处理。由于酸洗结束后，板式换热器表面的水垢和金属氧化物绝大部分溶解脱落，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，清洗时间长。现在清洗技术发展的趋势是无机酸的使用量正在逐渐减少，有机酸由于相对环保，使用量正在提高。

　　清洗剂的使用还必须满足对密封垫片（丁晴橡胶(NBR)130-140、丁基橡胶(RCB)140、乙丙橡胶(EPDM)150）腐蚀性要求。

　　清洗剂作为一种酸性的化工产品，其技术要求，质量指标和试验方法应符合化工行业标准《工业设备化学清洗质量标准（HG/T2387-2007）》，其中除垢率、腐蚀率、缓蚀率、洗净率、毒性、可燃性等必须符合相关要求。因此根据HG/T2387-2007的要求，并结合当前最新环保清洗技术，以求降低能耗，扼止对环境的过度破坏，不锈钢板片化学清洗对清洗剂的总体要求如下：

　　1、清洗剂应为无公害、不可燃、无伤害、可生物降解的环保清洗剂；

　　2、不损伤设备，清洗效果好、速度快；

　　3、综合成本低；

　　三、高效、环保、无公害、可生物降解清洗剂的选择应用

　　在日益注重环保的今天，随着清洗技术的发展，目前各国都在全力发展环保清洗技术，以求降低清洗成本，扼止对环境的过度破坏。经过对板式换热器结垢的主要原因分析，人们逐渐摸索出板式换热器的化学酸式除垢法。经过多年的实践，
　　们终于找到了一种理想的用于清洗换热器锈垢的清洗剂GR-TLXS-1。铁岭格瑞设备清洗公司独家研制出了全有机螯合清洗技术。这是一种可生物降解的高效环保清洗产品，主要用于清除用水设备中所产生的最顽固的钙镁碳酸盐、硫酸盐水垢以及锈沉淀物。它的安全无毒、不可燃、无公害、无腐蚀并可生物降解，不仅对人、设备和环境没有危害，而且该清洗剂进入系统后会自动识别不同金属材质，在溶解、分解、渗透、剥离垢质的同时，对不同金属实施保护，如碳钢、铜、不锈钢、玻璃、塑料、橡胶、陶瓷、铝及铝合金等。格瑞清洗剂具有以下几个有点：

　　1、安全环保：格瑞清洗剂无毒、无害、无腐蚀并可以生物降解，可以和人体的皮肤直接接触而不至于造成重大的影响。

　　2、快速有效：格瑞清洗剂配方中特殊的湿润剂、穿透剂和分散剂，可以把沉积物中的复杂垢质有效分解，并直接清洗到设备的原有金属面；同时清洗后产品中的特殊缓蚀复合物可以在金属表层形成一层预膜层，即可以保护金属材质免遭介质腐蚀，又可以延缓水垢的二次生成。通常，设备在2-4小时即可清洗完成。

　　3、操作简单：格瑞清洗剂产品操作简单，不需要特殊的工具和专业培训的人员就可以实现，其清洗工艺可根据实际情况考虑用循环、浸泡等方式。GR-TLXS-1可根据设备中水垢的情况按比例用水稀释使用，若在线循环清洗，稀释比最高可达1：4。

　　4、生物降解：格瑞清洗剂是可生物降解的，任何浓度GR-TLXS-1清洗剂的都可以直接向正常的污水排放系统排放，即使是浓缩液，也可以直接排放，且在排放前不需进行中和处理。而其它方式的清洗，都附带着排放处理费用。

　　5、费用低廉：在通常情况下，2公斤GR-TLXS-1原液可溶解1公斤的垢，但很多情况下，产品的特殊穿透和分散功能在把垢质疏松后，通过擦拭、冲洗、循环等方式，可以轻松将这些垢质从金属表面剥离，从而缩短了清洗时间并减少了清洗剂的用量。而且如果清洗后的溶液还有溶解垢质的作用，可以过滤回收用于其它设备的清洗。所以，GR-TLXS-1的快速性、彻底性、无腐蚀性、安全性、环保性、可降解性及重复使用性给用户带来的效益是非常明显的。

　　6、用途广泛：格瑞清洗剂可广泛应用于工业制造企业、海洋工业及运输、商用中央空调及汽车水箱、民用热水器及饮水机以及各种冷凝器、交换器、压缩机、真空泵、蒸煮器、气冷机、化学洗涤器、过滤器等。

　　四、清洗的工艺及要求

　　（一）板式换热器的清洗方式

　　供热行业运行的板式换热器板片清洗主要为拆卸清洗，原因如下：

　　1、受投资及工艺影响，供热行业中大量板式换热机组二网侧进出口阀门大都为蝶阀，密封性较差，若采用在线动态清洗，清洗液容易流失，影响清洗效果。

　　2、供热行业板式换热器二网侧水质处理较差，而且一般不除氧，循环水中悬浮物较大，过滤器只能滤掉一小部分大颗粒悬浮物，因此大部分悬浮物都进入换热器，粘在受热面上，形成较厚的以氧化亚铁为主、与受热面结合紧密的锈垢，在线清洗的药液很难透过浮泥层进入垢层内部，溶解垢层。

　　3、换热器流通面积小，内部结垢复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。

　　（二）板式换热器的清洗工艺

　　与动态循环清洗相比，浸泡法不需要密闭容器和循环泵及连接阀门、管线，只需一个碳钢制作的清洗槽，工艺简单、易操作。因此我公司1#换热站板换酸洗方式采用拆卸清洗中的浸泡法。其工艺要求为：

　　1、药液配比：先用高压水冲洗板片，看清洗后板片的结垢情况，预估单板片水垢量，乘以板片数量得出一次清洗水垢量，得出清洗剂用量。将50℃热水与室温温度（20℃左右）下GR-TLXS-1清洗剂原液按3:1的比例注入专用清洗槽，混匀，混合酸液液面高度500mm。

　　2、板片预处理与摆放：将拆卸下来的板片先用高压水冲洗，将板片上的浮泥及浮锈冲掉，以减小清洗阻力，增大药液渗透力。再将冲洗后的板片立放于清洗槽的酸液中，相邻板片距离最好离开一点距离，保证清洗液和每个清洗面充分接触，并保证疏松的水垢能自然脱落。

　　3、温度控制：在清洗槽对角处，距槽底及槽壁约200mm处，放置两个功率为3KW可控温电加热器，清洗液温度控制在35℃左右。清洗槽有效容积约1.8立米，清洗槽过大需要的加热器功率加大，造成浪费。

　　4、酸洗过程浓度及时间控制：酸洗时间控制在3小时以内，在酸洗过程中经常取样化验酸洗液浓度，如果PH值稳定在3不变时，根据经验换热器中的碳酸盐水垢应溶解完毕；如果PH值上升则再行添加少量清洗剂原液（具体添加量现场而定）；当相邻两次化验浓度差值低于0.5%时，即可认为酸洗反应结束。由于酸洗结束后，不用对板片进行酸碱中和，板片用高压水冲洗一遍即可，清洗过程中清洗机压力不要太高，以0.6MPa为宜，水柱不要与传热片垂直，应有一定夹角，以免将传热片损坏。

　　五：结论

　　我公司1#换热站板式换热器清洗自2015年应用铁岭格瑞GR-TLXS-1清洗剂以来，效果显著，与之前应用的传统清洗方法相比，清洗快速、彻底、无腐蚀、安全、环保、可降解、重复使用及低价格的产品特性给用户带来的效益是非常明显。每吨清洗剂至少可洗1200个板片，单个板片清洗成本仅为20元，相比国内其他类型清洗剂，性价比非常高。因此，我们应该大力推广这种有机环保型的清洗剂，为早日建成环境友好型社会做一份贡献。

　　作者简介：

吕长江，男，1970-，中车齐齐哈尔车辆有限公司动能车间，高级工程师，从事供热工作25年