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常用换热器清洗技术及选用

2020-01-08 10:17:48浏览:10 来源:清洗联盟   

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常用换热器清洗技术及选用

摘要:热交换器通过研究热交换器和工程实践的清洁状况积垢换热器结垢分类和分析的物理和化学过程,我们总结了目前使用的热交换器最好清洗技术差的选择原则,并为企业提供一个参考选择清洁解决方案,同时为换热器清洗技术的发展提供了新的思路和想法。

关键词:换热器污垢机械清洗化学清洗

换热器主要用于两种物料在不同温度下的热交换,达到加热或冷却的目的。超过90%的换热设备存在或多或少的结垢问题,导致一系列危害:结垢的产生直接导致换热阻力增大,随着结垢层的增厚,有效换热面积减小,直接影响换热性能;污垢层的存在降低了换热表面的流动截面积,增加了材料的流动阻力,从而增加了动力设备的功耗;换热表面积灰过多,导致换热表面局部温度过高,降低了换热表面的力学性能。当结垢严重时,会导致换热表面局部腐蚀甚至穿孔,严重影响换热设备的使用寿命和安全运行。因此,为了保证生产效率和安全,人们只能定期对换热器进行清洗,清洗周期会逐年缩短,这间接导致换热器运行成本的增加。因此,针对不同类型的换热器和污垢,选择合理的清洗方法,以保证清洗效果和清洗经济性显得尤为重要。总结了换热器常见的污垢类型和清洗方法,给出了换热器污垢的基本选择原则。

1、污垢的种类及特性分析

了解各类污垢和地层特性是必要的准备清洗过程的实现。它有助于迅速找到一个合理的清洁方案,以实现快速,高效的清洁,减少人力,物力的浪费,降低生产成本和维护成本。

1.1不同类型的污垢不同的换热器结构和不同的流体介质形成不同的污垢。爱泼斯坦提出了一种根据引起结垢沉积的主要物理和化学过程进行分类的方法[该组可将结垢分为结晶结垢、颗粒结垢、化学反应结垢、腐蚀结垢、微生物黏液结垢、凝固结垢和其他结垢类型。根据污垢随时间的增长特性,如线性增长型、降速型和渐进型,对其进行了分类。由于笔者主要研究换热器的清洗部分,所以只分析了六种污垢类型。

1.2污垢的特性

1.2.1结晶污垢是生产过程中流动介质中含有的溶解无机盐过饱和沉积在传热表面上的结晶沉积物。 普通的水晶污垢有鳞片和铁锈。 一般无机盐的溶解度随温度的升高而增加,这类无机盐常常在冷却表面结晶,而其他无机盐(溶解度稍有异常和难溶无机盐)的溶解度随温度的升高而降低,这类无机盐常常在加热表面结晶。 结晶污垢的硬度一般较高,粘度较低。

1.2.2污垢颗粒的产生主要是由于悬浮在热交换器中的固体颗粒的积累:较大的固体颗粒主要是由于重力而沉淀在水平传热表面上;由其他机制在水平和非水平传热表面上聚集颗粒而形成的胶体。

1.2.3化学反应结垢化学反应结垢沉积物是在热交换器中发生的化学反应介质,传热表面材料不参与反应。有机开裂和聚合反应是污垢典型的化学反应的积累,这样的粘度一般较大污物,化学清洗方法能达到更好的效果。

1.2.4腐蚀污垢的产生是热交换介质与热交换表面反应的结果。换热表面被换热介质腐蚀,粗糙度增加,其他潜在污垢更容易附着在换热表面。换热表面的腐蚀程度取决于介质的组成、介质的pH值和换热器中流体的温度。

1.2.5微生物粘泥污垢热交换器通常含有微生物和营养物质供其生长。 这些微生物的生长、繁殖和排泄,在热交换器的壁上形成一层有机膜,这层膜状沉积物被称为微生物粘泥土 iv。 由于微生物的生长取决于温度,控制温度可以有效地抑制污垢的形成。

1.2.6凝固型污垢凝固型污垢是指在相对较冷的传热环境中,通过形成多组分流器而形成的污垢,从而凝结在传热面上。

这里相对过冷却主要是指组件相对于所述流体中,不同的组分以产生凝固点温度是不一样的,所以温度场的在热交换器中的分布在所生成的尺度的凝血的主要因素。

虽然上述结垢类型不同于物理和化学过程,但造成这些结垢的因素是相互交叉的,因此换热器结垢往往是多个过程共同作用的结果。这些过程的混合使得换热器换热表面形成的污垢成为多种污垢的混合物。

2、常用清洗技术比较

换热器清洗过程中会出现各种清洗问题,一方面制约着企业经济效益的提高,另一方面又促进了清洗技术的发展。 但很多清洗技术都比较有针对性,不适合广泛使用。 目前常用的换热器清洗技术包括高压水清洗、机械清洗和化学清洗。

2.1高压水清洗

高压水射流清洗技术是利用水的机械能和物理性质,通过高压水发生装置去除换热器污垢的一种清洗技术。与传统的水射流清洗相比,高压水射流清洗技术能够更合理地利用水的物理性质,具有很强的冲击力,更好的清洗效果,应用更广泛的高压水清洗的优点:

a.速度快,效率高。一系列通过高压水射流切割的冲刷热交换的硬垢作用破碎表面被瞬间粉碎并带走水,除清洗速度几次或口的传统方法以外。

b. 低成本,低耗水量。高压水射流清洗一般采用水作为清洗介质。由于高压水射流动能大,完全能够清洗换热器,因此不需要添加任何辅助磨料和清洗剂。高压水射流清洗洗车机清洗喷嘴直径一般小于2毫米,属细射流喷涂,用水量少。

c.不腐蚀设备,不污染环境。 高压水射流清洗以自来水为清洗介质,利用水的物理性质对换热器的污垢进行切割和粉碎。 整个过程是一个物理现象。

d.适用范围相对较宽。高压水射流清洗喷嘴体积小、灵活,可进行二维三维自动旋转,清洗具有曲率,对设备和污物无特殊要求,复杂零件的形状和结构也可清洗,广泛应用。

e.安全。您可以在易燃易爆的环境中使用。

f.清洗质量比较好。高压水的喷射压力小于金属的抗压强度,在不损坏换热器材料的情况下,容易破坏硬垢层。清洗后,可以看到材料的金属颜色。

g.高压水射流清洗适用于完全堵塞的管道。 对于一些无法人工清洗且危险的工程清洗,具有清洗效果好,易于实现机械化和自动化的特点。

高压水清洗的主要缺点:在清洗过程中,高压水产生的强烈冲击力使清洗设备振动,造成较大的噪声污染:同时,高粘度清洗污垢的效果不是很理想。

2.2机械清洗

机械清洗使用的机床,所用刮,振动等清洗设备技术。洗衣机的原理和操作简单,其优点是:更好的粘度和的污垢的清洗效果硬度;没有热交换器的腐蚀;清洗装置的损耗小;污染;安全。

机械清洗的主要缺点是:设备必须拆卸:清洗时间长,成本高;不利于碎片的快速排出,效率低;有时需要在系统中断后进行;清洗不彻底,容易划伤管壁。

2.3化学清洗

化学清洗是利用化学反应或化学原理(如相似原理) ,减少传热表面与污垢之间的粘附,从而消除传热表面清洗技术上的污垢,进行化学转化和溶解的过程。 化学清洗过程主要是浸泡、分散和溶解过程。

化学清洗的优点:

a.不需要拆卸设备,特别是对于管壳换热设备不能拆卸,化学清洗有机械清洗的优点无法比拟..

b.清洁间隙和精加热表面的每一个角落,更彻底的清洁,也不会产生污垢颗粒不完全溶解,从而产生新的结垢芯的形成。

c. 清洗方法比较软,不会对换热器材料造成物理损伤,无法进行机械清洗。

d.如果生锈,腐蚀和钝化处理洗涤后,装置防止清洗后生锈。

e.不需要太多的人力物力,可以现场清洗或在线清洗,劳动强度低。

f.后冲洗废水通过蒸馏或精制后到恢复方式的液体,分离也可以加入破乳剂,噢减少废气排放。

g.一般不受时间和空间的限制,大大减少了停堆维护的工作量。

化学清洗的局限性如下: 一般需要设置流体循环系统,不适合被污物严重堵塞的设备; 稍有疏忽会导致设备意外腐蚀; 清洗处理后排出的废液后,成本较高。

3、清洗技术的选用

3.1用于清洗换热器的高压水清洗机一般采用喷射压力为50-140MPa的大型清洗机,流量在50-60L/min之间。射流的具体压力和流量根据实际清洗对象和污物类型选择..高压水清洗不受换热器结构的影响,可以清洗形状复杂的表面。因此,从结构上讲,高压水射流清洗技术适用于各种形式的换热器的清洗。在污垢方面,高压水清洗不仅可以清除所有人力无法清除的软硬污垢,而且可以使清洗后的管板管口非常清晰,甚至达到重现金属光泽的程度。但对于粘度较大的污垢,高压水清洗效果不是很理想..

清洁技术的3.2机械机械清洁方*****能强大的清洗方法,如喷砂,强力清洗管。这种方法主要用于硬垢和热交换器清洗严重堵塞;另一种是软机械清洁,如刀片或钢丝刷和清洁海绵橡胶球的清洗。这种方法主要用于清洁小硬度或粘度的相对大的热交换器结垢。机械清洗碎片可以被删除,硬垢,甚至是严重的堵塞加工生产线。

机械冲蚀除垢法对化学法不易去除的碳化物垢或硬垢是有效的,但在清洗换热器时需要拆卸设备。因此,机械清洗法适用于浮头式换热器或U形管换热器管对管部分的清洗。

对于没有严重堵塞的管道,可以采用在线机械清洗方法,使用橡皮球或其他接近水密度的物体,根据它们在热交换器管内的均匀运动,按压管壁,去除热交换器中的污垢。 该方法适用于颗粒污垢、生物污泥污垢等硬度较小的污垢。

3.3化学清洗清洗换热器的目的主要是通过化学反应和相似性相容原理来实现的。包括酸洗,有机混合物溶剂清洗和大环醚溶液清洗..

射孔和易于清除的化学清洗污垢产生层,和一个相对短的停机时间。

化学清洗的选择可归纳为:一是根据换热器的结构类型和工作环境选择化学清洗方式(在线清洗、喷淋清洗和泵循环正负化学清洗);二是,根据换热器材质选择主清洗剂和缓蚀剂(原则上必须是非腐蚀性管道);最后,确定污垢类型学习清洗剂配方。

化学清洗剂的配方选择如下:

a.单一类型的酸溶性无机盐污垢可被无机酸溶解..

b.对于换热器污垢中包含水垢、砂砾和凝固油垢的混合类污垢,化学除垢剂中需分别加入溶垢剂和渗透剂。溶垢剂的作用主要用来溶解水垢:渗透剂用来溶油·溶垢剂和渗透剂对换热器混合污垢进行层层剥蚀,直到全部溶解。砂砾分散到清洗溶液中被携带走。在除垢剂中加入缓蚀 剂可以对金属管材起到腐蚀防护的作用口词。

c.酸洗对弱酸离子形成的弱酸弱碱盐结垢有较好的抑制作用。酸洗不能满足工业的需要。解决这个问题有两种方法。一种是将污垢转化为可被整合剂去除的化合物;另一种是将污垢转化为可溶于酸或水的物质。

d.对于较复杂的污垢类型,可以通过转化和溶解的方式进行化学清洗。 清洗配方主要是转化剂和溶剂,经多级清洗处理后,大部分污垢完全溶解。 对于化学成份较复杂的换热器的污垢,可采用多种化学品混合使用的方式。 在清洗过程中,这些化学物质不能相互作用和独立行动。

4、结来语

换热器的各种常用清洗方法各有优缺点..应根据不同类型的换热器,具体分析不同的清洗环境,合理选择清洗方式..多种清洗方式可结合使用,优势互补,达到快速高效清洗目的..同时,清洗技术应与各种检测手段相结合,通过对易结垢传热设备传热状态的实时检测,通过建立状态评价系统来判断传热设备的结垢状态,从而确定传热设备是否需要清洗、清洗的方式和清洗时间。在清洗过程中,可以通过检测技术实时提取清洗的状态和效果,达到自动无人值守的效果。

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