板式換熱器整體清洗的試驗

 全紅

（南寧職業技術學院，廣西南寧530008）

包鋼煉鋼廠連鑄水處理泵站使用板式換熱器來冷卻精煉爐、結晶器和連鑄設備水系統的設備，由于板式換熱器冷卻面采用工業水，板式換熱器在冷卻過程中工業水，黃河水水源濁度季節性變化比較大，濁度經常性偏高使板式換熱器水流道縫隙變小，水中泥砂極易堵塞流而結垢，這樣板式換熱器冷卻效率降低，影響設備冷卻水的溫降，停澆現象屢次出現，造成重大的生產和經濟損失，因此，做好板式換熱器的清洗是連鑄生產設備管理的重要工作。
    基于上述原因，我們不得不在鑄機停澆時間時把板式換熱器解體清洗泥垢，由于間隔時間短，采用機械清洗的方式是拆開板式換熱器一片片清洗，在清洗過程中發現以下弊病。
    1）因為黃河工業水鈣、鎂離子比較高，在高溫下板式換熱器的工業水面結的垢比較硬，如果用鐵刷一片片刷，這樣工人的工作強度加大，而且板片經常會出現劃傷,刷后更容易掛垢；清洗效果不大。
    2）清洗時必須將換熱器拆開,在拆裝過程中容易損害墊片，常常出現因為組裝過緊而引起金屬板或墊片損壞，或是由于組裝得不夠緊而發生泄漏。造成金屬板之間的介質外泄現象，連鑄設備水使用除鹽水冷卻，板式換熱器常常出現內漏現象，除鹽水竄入工業水中，增加除鹽水成本和板式換熱器備件大量損耗，也增加了設備費用。
    3）經常拆卸板式換熱器，會使金屬板兩端的懸掛凹口變形，凹口處的變形會引起金屬板間發生不對中，這樣金屬板極容易變形，當水流經板式換熱器時，會影響水流速度，加劇板式換熱器的結垢與腐蝕，見圖1。板式換熱器是用薄金屬板(一般為不銹鋼)壓制成具有一定形狀波紋的換熱板片,然后加密封膠墊疊裝而成的一種換熱器。主要由傳熱片、密封膠墊、夾緊螺栓、壓緊板、整機框架等零部件組成。冷熱介質通過相鄰換熱板片流經各自通道,中間通過一層薄換熱板片進行換熱,因此，高效節能,換熱系數高，也極易結垢；同時板式換熱器內部流通孔徑小,結垢后使內部通道截面變小甚至堵塞,造成板式換熱器換熱效率降低,從而影響生產的正常進行和設備的安全，因此,板式換熱器應定期進行化學清洗,除掉污垢,以保證板式換熱器的高效換熱和生產的正常進行。

             
    1·清洗液的選擇
    根據換熱器材質、結垢特點及水垢成分分析得出：
    1）因為換熱器材質為不銹鋼，清洗液的選擇非常重要，如使用鹽酸為清洗液．容易對板片產生強腐蝕，縮短換熱器的使用壽命。
    2）換熱器流通面積小，內部結構復雜，清洗液在使用過程中不能產生沉淀，否則不易排放。
    3）板式換熱器上水垢的主要成分為鈣鎂碳酸鹽和鐵的氧化物。通過反復試驗發現，選擇甲酸這種有機酸作為清洗劑效果最佳。甲酸與水垢反應后生成易于排放的絡合物溶液，同時在甲酸清洗液中加人緩沖劑和表面活性劑，可有較好的清洗效果，并可最大限度地減少清洗液對板片的腐蝕。
    經過反復試驗配置出酸洗液的濃度：甲酸81.0％、水17.0％、緩沖劑1.2％、表面活性劑0.8％，為板式換熱器的整體清洗做準備。
    2·清洗除垢的基本原理
    1）溶解作用:酸溶液容易與鈣鎂碳酸鹽水垢發生反應，生成易溶化合物，使水垢溶解。
    2）剝離作用:酸溶液能溶解金屬表面的氧化物，破壞與水垢的結合，從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離，并脫落下來。
    3）氣掀作用:酸溶液與鈣鎂碳酸鹽水垢發生反應后產生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過程中，對于難溶或溶解較慢的水垢層，具有一定的掀動力，使水垢從換熱器受熱表面脫落下來。
    4）疏松作用:對于含有硅酸鹽和硫酸鹽混合水垢，由于鈣鎂碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解，殘留的水垢會變得疏松，很容易被流動的酸溶液沖刷下來。
    首先把要沖洗的板式換熱器打壓，壓力達到設備規定標準值，證明設備沒有內漏，可以進行整體清洗。
    把準備好的板式換熱器按冷進、冷出、清洗泵、清洗水箱的順序進行連接，這與換熱水流方向正好相反，這樣有助于堵塞的顆粒在反方向力的作用下清洗出來，這套系統安裝為閉路循環系統，如圖2。

            
    清洗開始水箱里注入澄清水，對板式換熱器進行循環清洗，待換熱器內部泥砂沖洗干凈后，這樣既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。
    水箱水更換為清洗藥劑，進行循環清洗。酸洗方法應以靜態浸泡和動態循環相結合的方法進行；酸洗時間為先靜態浸泡2 h，然后動態循環3～4 h。酸洗結束后，若酸液pH值大于2，酸液可重復使用，否則，應將酸洗液稀釋中和后排掉。
    水洗：酸洗洗結束后，用清潔的除鹽水。反復對換熱器進行沖洗0.5 h，將換熱器內的殘渣徹底沖洗干凈。
    鈍化處理：酸洗結束后，板式換熱器表面的水垢和金屬氧化物絕大部分被溶解脫落，暴露出嶄新的金屬，極易腐蝕，因此在酸洗后，對換熱器板片進行鈍化處理，向循環系統內添加適量鈍化預膜劑,循環均勻后使pH控制在8~9之間,鈍化預膜劑的使用量按清洗劑循環水量計算，1 t水加鈍化預膜劑10 kg[1]。這樣金屬表面形成一種鈍化膜，起著保護板式換熱器和防止板式換熱器進一步腐蝕的作用。
    為了加強設備運行管理，減少板式換熱器的結垢速度，在日常運行中應嚴把水質關。運行人員必須對系統的工業冷卻水進行嚴格的水質化驗，水質合格后才能循環水系統。中心化驗室應加強監督，不定期抽查，以保證工業補水水質合格。
    換熱器投運前，應與設備水系統分離，為避免板式換熱器內通道堵塞，在管道入口安裝過濾器，工業水循環一段時間后，將過濾器和濾網中的雜質徹底清除干凈，再并入除鹽水系統運行[2]，并且要對過濾器進行日常點檢工作，做好清洗過濾器的長短周期點檢及清洗工作。
    在鑄機停澆或檢修時，要控制除鹽水系統的壓力，跟生產車間互相配合，不允許長時間只關閥門不停水，防止板式換熱器因為壓力過高損壞墊片，另外，由于鑄機檢修，使除鹽水閉路系統中氧的含量增加，換熱器表面的氧腐蝕不可避免，特別是在停運期間，氧腐蝕極為嚴重，會形成鐵氧化物。這些鐵氧化物與換熱器表面的水垢結合后會形成巧克力色的水垢片，嚴重堵塞換熱器的流通截面，影響換熱效果[3]。
    經過幾年來的生產運行和維護，板式換熱器的整體清洗方法得到了廣泛的應用推廣，降低了全廠的備品備件的費用，減少工人的勞動強度，縮短板式換熱器的解體清洗時間，確保連鑄生產的順利完成。實踐證明，連鑄生產中只有加強科學設備管理，采用先進科學技術和手段，才能保證生產的順利進行，為完成公司生產任務和整體目標提供了條件。
參考文獻
[1]吳晉英,黃長山,徐會武，等.中央空調風機盤管的拆卸清洗[J].清洗世界,2008,24(6):27-28.
[2]蔣白懿.簡明建筑設備安裝手冊[M].北京：化學工業出版社，2009：263-264.
[3]周本省.工業水處理技術[M].北京:化學工業出版社,2004:40-41.