冷却器特质垢的化学清洗

冷却器特质垢的化学清洗

冷却器是换热设备的一种，用以冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量。冷却器在化工生产企业中发挥着重要的作用。由于生产工艺等方面的原因，冷却器换热界面上会产生多种形式的水垢，严重影响换热器的换热效果。因此，及时对冷却器工况进行检查并清除污垢，对设备的正常运行就显得十分重要。连云港化学工业园区位于连云港市堆沟镇，靠近沿海的盐碱地，水质成分比较复杂。园区内化工企业比较集中，很多企业的生产中都使用冷却器，运行一段时间后均会遇到结垢导致效率降低的难题，需要及时清洗，以恢复设备运行能力。

1、垢样成分分析

根据对连云港多家化工生产企业水质和换热设备清洗工况取样，发现垢样呈灰白色并坚硬，垢层分为表层和底层，表层垢质坚硬并包裹严实。然后进行定性分析。

垢样在5%盐酸溶液中搅拌并静置一段时间观察，变化不大，无明显反应，这说明采用常规化学清洗无效果，垢质坚硬，药剂很难渗透到垢质内部。将垢质研磨成粉状，置入5%盐酸中，反应明显有气泡逸出，垢物基本反应掉1/2左右，定性判断主要成分为碳酸钙，铁锈垢也较多。

垢样在5%氢氧化钠+0.2%碳酸钠混合溶液中加热2h，垢样表面变为松软泥状，并与5%盐酸反应，气泡明显，分析为硫酸盐、硅酸盐垢较多。

通过上述实验，确定了换热器污垢是以碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐等混合垢为主，同时还掺杂不溶泥沙等其他成分。表层主要为难溶性不溶泥沙，底层为硫酸盐和硅酸盐垢等。由于水质及工作环境的差异，以及设备运行工况的不同，冷却器中水垢的成分也有所不同。经多次采集垢样进行成分定量分析。

2、清洗剂选择及清洗工艺的确定

针对这种硫酸盐和碳酸盐等的混合垢，采用单一化学清洗的方*****的关键。

以往我们清洗的设备水垢都无泥沙或量较小，无硬板结。清洗时，清洗液直接跟水垢发生反应，反应掉大量污垢，少量泥垢和机械杂质随循环流动水即可冲出。针对这种特殊性污垢，进行了溶垢及腐蚀性实验，并做了多种方式的尝试。

结合定性分析试验，设计了两种清洗工艺进行对比试验。工艺1采用“水洗—杀菌灭藻—酸洗—水洗”路线，使用“8%HCl+缓蚀剂+助剂”为清洗介质。工艺2采用“络合清洗—水洗—钝化处理”路线，使用“6%无机酸+1%有机酸+缓蚀剂+表面活性剂+渗透剂等用NaOH调pH为7”为清洗介质。最终确定采用酸洗+络合清洗的化学清洗工艺处理。

2.1清洗工艺及参数

针对上述垢样分析及设备情况，临时设计了一套正、反洗清洗装置，可适应多种清洗场合。能够实现正、反切换循环清洗操作，才能达到预想效果。

1)正洗路线

清洗液从清洗槽—清洗泵—l号阀—3号阀—6号阀—7号、8号阀—1号、2号换热器—9号、10号阀—11号阀—5号阀—清洗槽，2号、4号阀关闭，形成循环回路。

2)反洗路线

清洗液从清洗槽—清洗泵—1号阀—2号阀—11号阀—9号、10号阀—1号、2号换热器—7号、8号阀—6号阀—4号阀—清洗槽，3号、5号阀关闭，形成循环回路。

3)清洗介质参数

杀菌灭藻剂:350mg/L新洁尔灭，350mg/L氯酸钠。清洗剂:6%无机酸，1%有机酸，0.3%缓蚀剂，适量渗透剂、表面活性剂。

2.2清洗步骤

1)水冲洗。先将水注满系统循环，观察水浊度变化情况，并检查系统是否泄露，若有泄露，应及时处理。

2)清洗粘泥。将水注满于清洗系统中，加入粘泥清洗剂。因管内附着的大量生物粘泥及泥沙，直接影响清洗效果。粘泥处理主要是杀灭换热器管内的藻类和生物粘泥，通过动态循环使管内附着的生物粘泥剥落下来。清洗剂配方:350mg/L新洁尔灭，350mg/L氯酸钠。粘泥剥剂常温下循环10～15h，排放废液，用大量清水冲洗到干净为止。

3)重新注满一定量的水将渗透剂、表面活性剂和1%无机酸缓慢加入清洗槽内，混合均匀、循环清洗，观察到出水泡沫及浊度基本无变化可排出。

4)酸洗。酸洗时，再重新注满水于系统中，将6%无机酸，1%有机酸，0.3%Lan-826、适量渗透剂和表面活性剂混合均匀、循环清洗，观察浊度变化，同时检测铁离子浓度及挂片腐蚀情况。

5)连续循环清洗，并正、反切换清洗系统，根据现场循环清洗液状况调整。

6)综合浊度、铁离子浓度及腐蚀率等情况，确定清洗终点，并结束清洗，再用大量清水进一步冲洗。

7)水冲洗。向系统内注入清水，稀释排放系统内的清洗废液，用清水反复冲洗，把设备内的污垢和残余清洗剂冲洗干净，排放水的pH为7左右。

2.3清洗效果

清洗结束后打开设备端盖，检查清洗效果。目视检查结果，管内壁光滑、污垢清洗干净，预膜均匀、无腐蚀现象，基本恢复金属本色(图2)。除垢率及洗净率均大于95%，碳钢试片腐蚀率为0.965g/(m2·h)，不锈钢试片腐蚀率为0.455g/(m2·h)，符合GB/25146—2010《工业设备化学清洗质量验收规范》标准要求，效果良好。

3、结束语

通过冷却器化学清洗再次证明，对工业设备清洗不能局限于常规的清洗方法，更不能生搬硬套，特别对特殊水质的污垢，应根据设备具体情况，采取切实有效的清洗工艺，才能准确、有效地解决设备污垢清除问题。实践证明，该技术工艺简单、*****廉、腐蚀轻微、废液处理量小，保证了整个系统的换热效果及安全运行。