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板式换热器的清洗的实用技术有哪些?

  • 发表时间:2021-03-25
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板式换热器是一种换热器,由薄金属板(通常为不锈钢)压制成波纹状的换热板,再层压密封橡胶垫而成。它主要由传热片、密封橡胶垫、夹紧螺栓、压板、整机机架等部分组成。

板式换热器是一种结构紧凑、效率高的换热设备。它具有换热效率高(其传热系数比管式换热器高3 ~ 5)、占地面积小(是管式换热器的1/3)、使用寿命长、投资少、易除垢、可靠耐用的特点,已广泛应用于冶金、石油、制药、造船、纺织、化工、医药、食品等行业。它是加热、冷却、热回收和快速的设备。

 

  然而,由于换热温度高(特别是汽水交换)和换热效率高,板式换热器容易结垢。那么板式换热器的清洗及实用技术有哪些呢?下面就有山东睿信晟工业设备有限公司来为您解答。

 

  同时,板式换热器的内循环孔径较小,使得内通道的截面变小,甚至结垢后堵塞,导致板式换热器的换热效率降低,从而影响正常生产和设备安全。

 

  因此,板式换热器应定期清洗,去除污垢,以保证高效换热和板式换热器的正常生产。

 

  2.板式换热器清洗前的准备工作

 

  2.1板式换热器结垢分析

 

  板式换热器一般可分为:水-水换热器和蒸汽-水换热器。水-水交换方式的冷热介质均为水,冷热水温差不大,约70 ~ 90,两侧结垢情况基本相同;在汽水交换模式下,热介质是水蒸气,一般不容易结垢,冷介质是水,温度在90左右,容易结垢。

 

  水垢样本大致可以分为水垢和污垢,尤其是水垢。水垢主要由溶于水的各种盐类组成,这些盐类受热分解溶解,结晶沉积在传热片上,通常有碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐等。这种水垢密度大,很难清除;

 

  一般来说,污垢是由细泥沙、灰尘、不溶性盐的泥浆、胶体氢氧化物、碎屑、腐蚀产物、油污,特别是细菌和藻类的尸体及其粘性分泌物等组成。这种污垢体积大,质地疏松柔软,容易清除。

 

  2.2板式换热器除垢清洗方法及清洗工艺选择

 

  板式换热器的水垢样品主要是水垢,水垢坚硬,与传热片结合牢固,用物理方法很难去除,所以选择化学清洗中的酸洗法去除水垢。

 

  根据污垢情况、老化程度和用户要求,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、除垢彻底有效,但劳动量大,工艺复杂,容易造成换热器泄漏、零部件损坏等不良影响;

 

  不拆卸清洗除垢不够彻底,但劳动量小,工艺简单,不易造成换热器泄漏、零部件损坏等不良影响。

 

  当板式换热器结垢严重、换热效率低甚至堵塞时,必须拆卸清洗;当板式热交换器轻度结垢或严重老化时,无需拆卸即可进行清洁。

 

  在化学清洗中,可以采用循环清洗和浸没清洗相结合的清洗工艺。

 

  循环清洗是由循环泵、清洗槽、塑料管和清洗物组成的封闭循环系统,向循环系统中加入适量的清洗剂,用循环泵进行循环清洗;

 

  浸泡清洗是在循环系统中的清洗剂达到一定浓度后,关闭循环泵进行浸泡。

 

  为了保证清洗剂的浓度,在循环过程中应每隔1h检测一次清洗槽中清洗剂的浓度,使清洗剂的浓度始终保持在0.10 ~ 0.15 mol/L的安全有效范围内,必要时应加入清洗剂。中午或晚上,加入清洗剂后浸泡清洗。

 

  2.3清洁剂的选择

 

  板式换热器的传热板一般采用奥氏体不锈钢,型号有AISI304304LAISI316316L316Ti。不锈钢应该用硝酸基清洗剂清洗。

 

  垫片材料一般为丁晴橡胶(NBR)130-140、丁基橡胶(RCB)140、乙丙橡胶(EPDM)150,能抵抗酸、碱、酮、醇等溶液的腐蚀。

 

  基于此,我们使用河南省科学院能源研究所开发的不锈钢制品专用清洗剂(该清洗剂已通过河南省科技厅组织的技术鉴定),主要由硝酸、乙醇酸、缓蚀剂、渗透剂、消泡剂等化学品组成。

 

  该清洗剂对不锈钢制品具有除垢率高、腐蚀率低、除垢速度快的特点,清洗浓度在0.10 ~ 0.15 mol/L范围内,其各项性能指标均符合HG/T2387-2007《工业设备化学清洗质量标准》的要求

 

  板式热交换器3的拆卸和清洁

 

  3.1拆卸

 

  首先关闭板式换热器热介质进出口阀,然后关闭冷介质进出口阀,排出介质(通常是水或蒸汽),用钢尺测量换热器传热板的净压缩尺寸(两个压缩板内表面之间的距离),并记录下来。

 

  均匀对称地拆下换热器的夹紧螺栓,沿轨道轻轻推开活动压板,逐个拆下传热片(注意不要撕掉或扯掉密封橡胶垫),按顺序排列。

 

  由于一些热交换器使用多行传热翅片,因此需要记住翅片的数量和每行的组合顺序。3.2拆卸化学清洗

 

  3.2.1化学清洗循环系统由清洗泵、清洗罐和塑料管组成(如图1所示)。拆下的传热片有序地放置在清洗槽中(传热片应与水流方向平行)。注水后检查系统是否正常。

 

  3.2.2化学清洗工艺的实施

 

  用水填充清洗槽,直到传热板完全浸没。加入适量清洗剂,开始循环清洗。根据化学清洗工艺,在循环过程中,应每隔1h检测清洗槽中清洗剂的浓度,以保持清洗剂的浓度在0.10 ~ 0.15 mol/L的安全有效范围内,并根据测量数据添加清洗剂。

 

  清洗初期反应剧烈,出现大量泡沫,喷洒消泡剂即可消泡。同时,清洗液的浓度迅速降低,清洗液的浓度可以适当高一些。

 

  当清洗剂浓度连续2h不变或变化量很小时,传热片表面的水垢明显减少,可用塑料刷刷掉,可视为清洗终点。

 

  3.3残留水垢的清除

 

  化学清洗后,将传热片逐一取出,用清洗机清除传热片两侧残留的水垢,必要时用塑料刷帮助擦洗。

 

  在清洗过程中,清洗机的压力不宜过高,在490 ~ 588 kPa之间,水柱不应垂直于传热片,但要有一定的夹角,以免损坏传热片。同时也要注意传热片的顺序和传热片上密封垫的安全性。

 

  3.4组装

 

  除垢后,按照拆卸时传热片的叠放顺序,从固定压板开始,依次沿轨道叠放传热片(注意传热片上的密封橡胶垫不要脱落,脱落用密封胶粘好)

 

  所有传热片安装完毕后,小心地将活动压板沿轨道压下,将压紧螺栓依次放入线槽内,均匀、缓慢、对称地压紧(否则传热片容易被压碎或偏压,使板式换热器泄漏或漏出),直至传热片的压缩净尺寸达到或略小于原始尺寸。

 

  3.5水压试验

 

  板式换热器组装后,应根据GB  GB16409-1996《板式换热器》]标准要求,在两侧进行单侧水压试验。试验期间,压力应缓慢增加。达到规定压力后,保持时间为10 ~ 30分钟,然后降至设计压力。检查所有密封面是否有泄漏,保持时间不少于30分钟。

 

  3.6恢复

 

  水压试验安全后,拆除连接管,关闭所有排水阀,先打开冷介质进出口阀,再打开热介质进出口阀。

 

  无需拆卸即可清洁4个板式热交换器

 

  4.1不拆卸的化学清洗

 

  4.1.1化学清洗循环回路的连接

 

  首先关闭板式换热器的热介质进出口阀,然后关闭冷介质进出口阀排出介质(通常是水或蒸汽)。冷热介质的入口和出口用作清洗液入口,水的出口用作清洗液出口(如果没有出口,应增加阀门)。化学清洗循环系统由清洗泵、清洗罐和塑料管按热介质入口-热介质出口-冷介质入口-冷介质出口的顺序组成(如图2所示)

 

  4.1.2化学清洗工艺的实施

 

  向清洗槽注水,检查系统循环正常后,加入适量清洗剂,开始循环清洗。根据化学清洗工艺,在循环过程中,应每隔1h检测清洗槽中清洗液的浓度,以保持清洗液的浓度在0.10 ~ 0.15 mol/L的安全有效范围内,并根据测量数据添加清洗剂。

 

  无需拆卸的化学清洗可能需要更长时间,可以通过循环清洗和隔夜浸泡清洗相结合的方式进行清洗。当清洗剂浓度2h不变或变化量很小时,可以停止循环。

 

  4.1.3冲洗

 

  化学清洗后,由于板式换热器的内循环孔径较小,水垢残留(尤其是污垢)总是附着在传热板上,因此需要用循环泵反复冲洗水垢残留。将清洗槽中的废液排出,用清水注满,用循环泵冲洗,将废水排出,反复冲洗,不断接水观察,直至板式换热器无水垢残留排出。

 

  4.2中和和钝化处理

 

  中和是在不腐蚀设备的情况下,中和清洗后设备中残留的酸液;钝化是在金属表面形成一层能抑制金属溶解过程的电子导体膜。膜本身在介质中的溶解速率非常低,因此可以将金属的阳极溶解速率保持在非常小的值。

 

  由于与板式换热器连接的几段管道用于化学清洗,无需拆卸,传热片采用不锈钢制成,不需要中和和钝化处理,但管道采用钢制成。清洗后,表面的氧化皮和铁锈被去除,露出钢铁的本质,处于非常活跃的活化状态,容易生锈。因此,需要进行中和和钝化处理,以防止二次腐蚀。

 

  4.2.1中和处理

 

  中和处理可以用氢氧化钠、碳酸钠等进行。作为辅助中和添加剂,用量为0.5%,即加入1吨水和5公斤中和剂,中和循环系统中残留的酸性清洗剂,使pH达到7,停止循环。

 

  4.2.2钝化处理

 

  中和后钝化,向循环系统中加入适量的钝化预膜剂,均匀循环后控制pH8-9之间。钝化预膜剂用量根据清洗剂循环水量计算,每1t水中加入10kg钝化预膜剂。

 

  4.3恢复

 

  钝化后,拆下连接管,关闭排污阀,先打开冷介质进出口阀,再打开热介质进出口阀。

 

  5个应用示例

 

  这两种板式换热器的化学清洗方法,河南省科学院能源研究所已多次实践,并不断改进。他们的工艺流程成熟,清洗周期短,污垢清洗彻底,经济,快速,客户满意。其中除垢率可达95%以上。虽然不拆卸清洗无法直观观察除垢率,但从清洗板式换热器前后进出水温和进出水压的变化可以看出清洗效果。以下为200710月河南省水利厅办公楼采暖用板式换热器拆除清洗实例。

 

  5.1化学清洗过程控制(见表1)

 

  清洗过程采用循环清洗和浸泡清洗相结合的方式,清洗过程耗时10小时。根据清洗剂浓度随时间的变化和传热片上水垢的反应程度来判断清洗终点。清洗剂浓度2h不变或变化量很小时,可视为清洗终点。

 

  5.2清洁效果

 

  化学清洗后,用清洗机去除残留的水垢。清洗前传热板表面完全覆盖了一层黄色污垢,清洗后传热板表面没有污垢,显露出不锈钢的本质,除垢率基本达到


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