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板式换热器的清洗

2019-10-12 13:40:22浏览:15 来源:清洗联盟   

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板式换热器的清洗

板式换热器是一种结构紧凑、高效的换热设备, 它具有换热效率高 (其传热系数比管式换热器高 3 ~ 5倍 )、占地面积小 (为管式换热器的 1 /3)、使用 寿命长 、投资小 、易于除垢、可靠耐用等特点 ,近年来 被广泛应用于冶金、石油 、制药、船舶 、纺织、化工 、医 药 、食品等行业 , 是实现加热 、冷却 、热回收 、快速灭 菌等用途的优良设备 。但是 , 由于板式换热器一般 换热温度较高(特别是汽水交换 ),且其换热效率高 , 所以极易结垢 。同时板式换热器内部流通孔径小 , 结垢后使内部通道截面变小甚至堵塞 ,造成板式换 热器换热效率降低 , 从而影响生产的正常进行和设 备的安全。因此 ,板式换热器应定期进行化学清洗 , 除掉污垢,以保证板式换热器的高效换热和生产的 正常进行。

1 板式换热器的简介 板式换热器是用薄金属板 (一般为不锈钢 )压制 成具有一定形状波纹的换热板片 ,然后加密封胶垫 叠装而成的一种换热器。主要由传热片 、密封胶垫、 夹紧螺栓、压紧板、整机框架等零部件组成。冷热介 质通过相邻换热板片流经各自通道 ,中间通过一层 薄换热板片进行换热, 因此高效节能, 换热系数高, 使用安全可靠 , 结构紧凑 , 体积小 , 占地少 , 组合灵 活 ,调整维修方便 。

2 板式换热器清洗前的准备

2.1 板式换热器的结垢分析 板式换热器一般可分为:水 -水交换和汽 -水 交换两种方式。水 -水交换方式冷热介质均为水, 且冷热水温差不大,大概在 70 ~ 90℃之间 ,两边结垢 情况基本相同;汽 -水交换方式热介质为水蒸汽 ,一 般不易结垢 ,冷介质为水 ,温度约 90℃,易结垢。其 垢样大致可分为水垢和污垢, 尤以水垢为主。水垢 主要是水中溶解的各种盐类受热分解溶解度降低而 结晶沉积在传热片上, 通常为碳酸盐、磷酸盐、硫酸 盐和硅酸盐 ,这类垢结晶致密, 比较坚硬 ,难以清除; 污垢一般是由颗粒细小的泥砂 、尘土、不溶性盐类的 泥状物、胶状氢氧化物 、杂物碎屑、腐蚀产物、油污、 特别是菌藻的尸体及其粘性分泌物等组成, 这种垢 体积较大、质地疏松稀软, 较易清除 。

2.2 板式换热器除垢清洗方法和清洗工艺的选择 板式换热器的垢样以水垢为主, 比较坚硬,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。根据板式换热器的结 垢情况 、老化程度和用户的要求 , 板式换热器的化学 清洗可分为拆卸清洗和不拆卸清洗两种方法 。拆卸 清洗除垢比较彻底 ,效果好 ,但劳动量大 、工序复杂, 且容易造成换热器渗漏、零配件损坏等不良影响 ;不 拆卸清洗除垢不够彻底, 但劳动量小、工序简单, 且 不容易造成换热器渗漏 、零配件损坏等不良影响 。 当板式换热器结垢情况严重 、换热效率低下 ,甚至堵 塞时, 必须采取拆卸清洗;当板式换热器结垢较轻或 老化严重时 ,可采取不拆卸清洗 。 化学清洗时可采取循环清洗和浸泡清洗相结合 的清洗工艺 。循环清洗是用循环泵、清洗槽 、塑料 管 、清洗对象组成封闭循环系统 ,将循环系统中加入 适量清洗剂 ,用循环泵循环清洗 ;浸泡清洗是循环系 统中清洗剂均匀达到一定浓度后, 关闭循环泵浸泡 。 为了保证清洗剂的浓度 , 在循环过程中, 每隔 1h要 检测一次清洗槽内清洗剂的浓度 , 使清洗剂的浓度 始终保持在 0.10 ~ 0.15mol/L安全有效的范围内 , 必要时需添加清洗剂 。遇中午或晚上可采取加清洗 剂后浸泡清洗。

2.3 清洗剂的选择 板式换热器的传热片材料一般为奥氏体不锈 钢 , 型号 大致有 AISI304、 304L、 AISI316、 316L、 316Ti, 不锈钢材料需采用硝酸基清洗剂清洗 。密封 垫材料一般为丁晴橡胶 (NBR)130 -140、丁基橡胶 (RCB)140、乙丙橡胶 (EPDM)150, 这些材料均能耐 酸 、碱 、酮、醇类等溶液的腐蚀 。基于此,我们采用河 南省科学院能源研究所研制的不锈钢制品专用清洗 剂 (该清洗剂已通过河南省科学技术厅组织的技术 鉴定), 主要有硝酸、羟基乙酸、缓蚀剂 、渗透剂、消泡 剂等化学药剂组成 , 该清洗剂对不锈钢制品有除垢 率高、腐蚀率小 、除垢速度快等特点 , 最佳清洗浓度 在 0.10 ~ 0.15mol/L范围内。该清洗剂的各项性能 指标,经检测均符合 HG/T2387 -2007《工业设备化 学清洗质量标准 》的规定。

3 板式换热器的拆卸清洗

3.1 拆卸

先将板式换热器热介质的进出口阀门关闭, 再 将冷介质的进出口阀门关闭,排掉介质(一般为水或 汽 ),用钢尺量出换热器传热片压缩的净尺寸 (两块儿压紧板内面间的距离)并记录 。均匀、对称地拆除 换热器的夹紧螺栓 , 轻轻地将活动压紧板沿轨道推 开 ,逐片拆下传热片(注意不要把密封胶垫扯断或扯 掉 ),并按顺序摆好。由于有的换热器采用几种纹路 的传热片,所以一定要记清每种纹路的片数和组合 顺序。

3.2 拆卸化学清洗

3.2.1 化学清洗循环回路的连接 用清洗泵、清洗槽 、塑料管组成化学清洗循环系统将拆下的传热片按顺序整齐地摆 放在清洗槽内(传热片应与水流方向平行 ),注水后 检查系统是否正常。 图 1 拆卸清洗循环系统

3.2.2 化学清洗工艺实施

往清洗槽内注水直至传热片被完全淹没 。加入 适量清洗剂 ,开始循环清洗 。按照化学清洗工艺 ,在 循环过程中 ,每隔 1h要检测一次清洗槽内清洗剂的 浓度, 使清洗剂的浓度始终保持在 0.10 ~ 0.15mol/L 安全有效的范围内 , 并根据测量数据添加清洗剂。 清洗前期,反应比较剧烈, 有大量泡沫出现, 可喷洒 消泡剂消泡 ,同时清洗液浓度下降较快, 清洗液浓度 可适当高一点儿。当清洗剂的浓度连续 2h内不变 化或变化量极小 , 同时观察到传热片表面水垢明显 减少, 用塑料刷子轻轻一刷就可刷掉, 此时可视为到 清洗终点。

3.3余垢清除

化学清洗结束后 ,逐片取出传热片,用清洗机将 传热片两面的余垢清除 ,必要时用塑料刷协助刷洗 。 清洗过程中清洗机压力不要太高, 以 490 ~ 588kPa 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。同时还应注意传热片的顺序和传热 片上的密封垫的安全 。

3.4 组装

除垢完毕, 按照拆卸时传热片的叠加顺序从固 定压紧板开始,依次将传热片沿轨道叠加 (注意传热 片上的密封胶垫不要脱落 , 若有脱落可用密封胶粘贴 )。传热片全部安装上后 ,小心地将活动压紧板沿 轨道压上,把压紧螺栓依次放在丝槽内, 均匀 、缓慢 、 对称地压紧 (否则容易把传热片压破或压偏 ,使板式 换热器漏水或漏气), 直到传热片的压缩净尺寸达到 或略小于原来的尺寸 。

3.5 液压试验

板式换热器组装完应按 GB16409 -1996《板式 换热器 》标准要求两侧分别进行单侧液压试验, 试验 时应缓慢升压,达到规定的压力后, 保压时间为 10 ~ 30min,然后降至设计压力下保压, 对所有密封面进 行检查 ,看是否有渗漏现象 ,保压时间不少于 30min。 3.6 恢复 液压试验安全后拆除连接管, 关闭各排污阀 ,先 打开冷介质的进出口阀门 , 再打开热介质的进出口 阀门即可。

4 板式换热器的不拆卸清洗

4.1 不拆卸化学清洗

4.1.1 化学清洗循环回路的连接

先将板式换热器热介质的进出口阀门关闭, 再 将冷介质的进出口阀门关闭,排掉介质(一般为水或 汽 )。分别以冷热介质的进水排污口为清洗液进水 口 ,出水排污口为清洗液出水口 (若无排污口需添加 并加阀门), 按热介质进口 —热介质出口 —冷介质进 口 —冷介质出口的顺序 ,和清洗泵 、清洗槽、塑料管 组成化学清洗循环系统。

4.1.2 化学清洗工艺实施

往清洗槽内注水检查系统循环正常后 ,加入适 量清洗剂, 开始循环清洗。按照化学清洗工艺, 在循 环过程中,每隔 1h要检测一次清洗槽内清洗液的浓 度 ,使清洗液的浓度始终保持在 0.10 ~ 0.15mol/L 安全有效的范围内 , 并根据测量数据添加清洗剂。 不拆卸化学清洗可能需要时间长一些 ,可采用循环 清洗和过夜浸泡清洗相结合来清洗。当清洗剂浓度 连续 2h不变化或变化量很小时 ,即可停止循环。

4.1.3 冲洗

化学清洗结束后 , 由于板式换热器内部流通孔 径小, 总有垢渣(特别是污垢)粘附在传热片上 ,所以 需要用循环泵反复冲洗掉垢渣 。把清洗槽内废液排 掉 ,充满清水, 用循环泵冲洗, 废水排掉 , 再反复冲 洗 ,不停接水观察 ,直到板式换热器内不再有垢渣排 出为止 。

4.2 中和、钝化处理

中和是将清洗后设备中残留的酸液进行中和而 不腐蚀设备 ;钝化是在金属表面上形成能抑制金属 溶解过程的电子导体膜 , 这层膜本身在介质中的溶 解速度很小 ,以致它能使金属的阳极溶解速度保持 在很小的数值上 。由于不拆卸化学清洗要用到与板 式换热器相连接的几段管道 , 传热片为不锈钢材质 不需要中和 、钝化处理, 但管道为钢铁材质, 清洗后 表面的水垢和铁锈都被清除 ,露出钢铁的本质, 其处 于十分活泼的活化状态,极易锈蚀 ,因此需要进行中 和 、钝化处理 ,防止出现二次锈蚀。

4.2.1 中和处理

中和处理可用氢氧化钠 、碳酸钠等辅以中和助 剂 ,按 0.5%的投加量使用 ,即 1t水加中和药剂 5kg, 对循环系统内残余的酸性清洗剂进行中和处理 ,使 pH达到 7循环停止。

4.2.2 钝化处理

中和处理后进行钝化处理 ,向循环系统内添加 适量钝化预膜剂 ,循环均匀后使 pH控制在 8 ~ 9之 间 ,钝化预膜剂的使用量按清洗剂循环水量计算 , 1t 水加钝化预膜剂 10kg。

4.3 恢复

钝化后拆除连接管,关闭各排污阀,先打开冷介 质的进出口阀门 ,再打开热介质的进出口阀门即可


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