板式换热器清洗方法探讨

板式换热器清洗方法探讨

换热器分为管式及板式换热器，板式换热器以 其具有质量轻、占地面积小、换热效率高、拆装灵活 等特点，广泛应用于石油、化工、工业、电力、冶金、暖 通空调等行业。但是由于换热板间隙小，极易造成积 垢堵塞，影响换热效率，因此选择合理的清洗方法对 板式换热器维护就显得至关重要。

1 板式换热器的简介

板式换热器是用金属薄板通过模具压制成具有 一定波纹形状的换热板片，加密封胶垫组装而成的 一种换热器。板式换热器由固定压紧板、上导杆和下 导杆、活动压紧板、压紧螺栓、换热板片及密封胶条 构成。冷媒与热媒分别流经换热板片两侧间隙通道 进行换热,具有众多优点的同时也存在缺点。

1.1 换式换热器的优点

1)传热效率高。板片的特殊波纹结构，使流体在 较低流速下即可获得较高的传热系数，通常是传统 管壳式换热器的 3~5 倍。板式换热器的流道窄，板片 是波形，截面变化复杂，使流体的流动方向和流速不 断变化，增加了流体的扰动，因而能在很小的流速下 达到紊流，具有较高的传热系数。

2)占用空间小。板式换热器单位体积内的换热 面积为管壳式换热器的 2~5 倍。

3)清洗方便。较管式换热器，板式换热器把夹 紧螺栓松开卸掉后，即可拆卸板片，便于彻底清洗 及维修。

1.2 板式换热器的缺点

1)密封性较差，易漏泄。密封胶条是板式换热器 中一个重要的辅助零件，主要防止流体在板间流动 时泄露;胶条材料的选择要考虑其耐温、耐压和化学 稳定性，以及弹性等性质。

2)运行压力受一定限制。受换热板片的强度及密 封胶条的密封效果制约，运行压力一般不超过 1 MPa。

3)换热板片间隙狭小，易堵塞，不适用于含悬浮 物的流体，流阻较管壳式为大。

4)换热板片薄，反复拆装易变性、开裂，造成 泄露。

2 板式换热器结垢原因及影响

板式换热器在运行过程中，板片间造成结垢的 主要是水垢及污垢，水垢是水中的钙镁碳酸盐遇热 后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物，这些沉淀物比 较坚硬，难以清除;污垢一般是由颗粒细小的泥砂、 藻类等杂物，这类垢体积较大、质地疏松稀软，较易 清除。积垢使得板式换热器换热能力大大降低，造成 热能的严重浪费，影响换热器的正常运行。

3 板式换热器清洗方法的选择

3.1 日常在线反冲洗

日常运行中板式换热器板片间隙内附着的松散 泥砂及藻类杂质，在未形成坚硬的结垢前，进行周期 性反冲洗，预防性维护，减少形成污堵造成流速降 低，降低结垢的速率。以某海水淡化处理厂蒸馏水 板式换热器为例，在线反冲洗操作步骤如下。 1)关闭板式换热器海水侧进出水阀门。 2)将板式换热器海水侧进水滤筒进行拆卸。 3)将海水进水侧泄水管连接到板换压紧板滤筒 兰盘上，连接外排管路。 4)打开海水出水侧阀门，对板片进行反冲洗。 在线反冲洗注意事项：避免超压反冲洗，防止将 密封垫片冲出密封槽;反复多次冲洗;检查滤筒有破 损及时更换。

3.2 不拆解离线药剂清洗

在线反冲洗后无明显效果时，需要将板式换 热器离线药剂清洗，适用于易溶解结垢，如碳酸盐 水垢。

3.2.1 清洗剂的选择

清洗剂普遍采用有机酸和无机酸两大类。有机 酸主要有：甲酸、草酸、柠檬酸等;无机酸主要有：盐 酸、硝酸、氢氟酸等。根据板式换热器结构、工艺、板 片材质及水垢成分的分析选择。

3.2.2 不拆解离线药剂清洗步骤

以某海水淡化处理厂蒸馏水板式换热器为例。 通过板式换热器厂家试验证明，采用 30%柠檬酸(工 业、医用、食品级均可)作为清洗液(注：30%的柠檬 酸对钛材和 NBR 橡胶均无腐蚀)。将酸液加温至 40~50 ℃最佳，进行单侧通道的循环反冲洗。

1)制作药剂箱，将板式换热器海水出口阀门、 海水进口阀门、耐酸泵、药剂箱用 PVC 管道连接，形 成回路，利用一定压力的水对换热器进行连续的开 式冲洗，尽可能将换热器内的泥垢等杂质冲洗干 净，既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。 水冲洗及试压的目的是去除系统中的泥砂及疏松 污垢，并在模拟清洗状态下对临时接管处泄漏情况 进行检查。

2)将清洗液进口管接在板式换热器海水侧的出 口方向，清洗液的出口接在板式换热器海水侧入口， 反方向冲洗，先浸泡 1~2 h，开始用泵打循环 24 h，如 果清洗液的温度加热不到 40 ℃，循环清洗的时间要 相应延长。按照化学清洗工艺，在循环过程中，每隔 1 h 要检测一次清洗槽内清洗液的浓度，清洗剂可以 及时更新。使清洗液的浓度始终保持 30%浓度，并根 据测量数据添加清洗剂。

3)清洗结束后，排净系统内的酸液，充满新鲜水 进行冲洗，去除残留在系统中的酸液及杂质，当出口 的溶液 pH 值大于 6 时，进回液口浊度差较小时，即 可结束水冲洗。

4)酸洗液中和处理及排放到药剂箱中，待加入 片碱中和至 pH 值 6~9 后，方可使用罐车运输至指 定地点排放。

5)清洗过程应做好记录，以便比较清洗前后的 效果。清洗后要对板式换热器按规范进行打压试验， 合格后换热器才能并网。

3.3 拆解板片清洗 3.3.1 需要拆解板片清洗 1)换热能力降低，压降增加。当板片结垢严重、 换热效率不能满足工艺需求，甚至堵塞时，上述两种 方法无法解决，此时须拆解换热器并加以清洗。 2)发生可见泄露，无法紧固。当板片间发生泄 露，通过检查板式换热器工作压力及紧固压紧螺栓 仍存在泄漏情况，就需要拆解检修。 3.3.2 清洗药剂的选择 选择合适的清洗剂，要充分考虑到板片的材质 及结垢的成分，例如：不锈钢片不得将表面上的钝化 (保护)膜除去;油脂可以用能将水乳化的油溶液加 以去除;有机物或脂类污垢可以用氢氧化钠除去，最 高浓度 1.5%，最高温度 85 ℃。1.5%浓度相当于将 3.75 L 的 φ(NaOH)为 30%加入到 100 L 水中的浓 度;盐垢可以用硝酸(HNO3 )除去，最高浓度 1.5%，最 高温度 65 ℃。1.5%浓度相当于将 1.75 L 的 φ(HNO3 ) 为 62%加入到 100 L 水中浓度，硝酸还有利于形成 不锈钢表面钝化膜。 3.3.3 拆解清洗操作步骤 板式换热器的拆解清洗工艺进行清洗，以某海 水淡化板式换热器为例，该板式换热器板片选用纯 钛材质，密封胶条选用丁晴橡胶 NBR，步骤如下：

1)拆卸。冷却与卸压，在拆卸板式换热器之前， 必须使温度降至 40 ℃以下，并卸压。冷却速度不得 超过每分钟 10 ℃，降压速度不得超过每分钟 10× 105 Pa。在拆去换热器时必须保持在对角线上 2 个或 者 4 个螺栓在原位上，然后将其余螺栓拆下。拆板片 过程中将板片编号，以便于装配。

2)冲洗。将板式换热器板片拆卸下后，将板片用 带有毛刷的高压清洗器加以清洗，或是软刷和清洗 液或水，清除板片上疏松垢层，并冲洗板片上的浮泥 及藻类杂质。并将密封胶条取下检查，不符合再用的 胶条需更换。

3)浸泡。将拆下密封胶条的板片放入预制好的 清洗液内浸泡 12 h，如果板片上积垢或有机物甚厚， 可适当延长浸泡时间，并检测清洗液的浓度及钙硬， 待清洗液浓度及钙硬不再变化时，将板片捞出，用清 水冲洗干净。

4)钝化。钝化预膜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。

5)装配。当钝化预膜完毕后，用水冲洗并使之干 净，板片与密封垫片的检查，仔细检查每片板片与垫 片，不得有缺陷和污物，必须将板片上污垢、浮泥去 除干净。在装配板束之前清洗全部板片和密封垫，即使是沙子之类的异物也会导致泄露。如果经清洗并 压紧至最小尺寸后板束还出现泄露，建议更换密封 垫。板片的回装应按编号依次将其装回至板束中原 来位置。

6)清洗废液的处理。清洗废液在清洗后向酸洗 槽内加入片碱中和至 pH 值 6~9 后，方可使用槽罐 车运输至指定地点排放。