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板式换热器清洗方法探讨

2019-10-12 14:30:54浏览:25 来源:清洗联盟   

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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。


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