板式换热供暖机组的清洗与维护

韩艳琴

（河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂，河北 保定 071000）

保定卷烟厂冬季厂区供暖采用板式换热器，由于板片间流通截面狭窄，水质不好的情况下，在板式换热器内壁形成水垢和污物沉积，造成板式换热器堵塞；随着使用时间的增长，板间密封垫片逐步老化，容易造成介质渗漏，影响使用寿命。为保证板式换热器正常使用，需要严格控制循环水水质符合标准。

一、结垢堵塞问题探析

板式换热器的流道间隙较小（2.5-6mm），直径大于1.5～3mm的颗粒杂物容易阻塞板片通道，使设备的压降急剧恶化，导致设备因堵塞而换热能力大幅降低，严重的造成生产中断。

（一）原因分析

板式换热器运行中主要故障是因结垢导致热工性能下降，需要采取机械或化学方法清理水垢，通过对垢样进行检测，主要成分是碳酸盐，同时还有少量硫酸盐和氧化铁垢及泥垢。可见，板式换热器中水垢的产生主要是由于水的硬度而引起的，硬度越高，板式换热器结垢频率越高。少量的氧化铁垢及泥垢是由于系统管网铁的氧化及淤泥而导致。

（二）水垢对板式换热器的危害

1.浪费能源。水垢的导热性很差，其导热系数比金属小几十倍甚至近百倍。结垢后会使受热面传热情况恶化，降低传热效率，浪费蒸汽，增加了锅炉的运行负荷。同时，由于水垢堵塞管路，增加了循环水泵的能耗，与厂部提倡的节能降耗相违背。

2.影响板式换热器安全运行。板式换热器正常运行时，传热板片很快将蒸汽热量传递给水，两者温差约为35℃左右。当有水垢时，蒸汽的热量由于受到水垢的阻挡，蒸汽与水的传热效果大大降低，其热量势必造成传热板片温度急剧升高，强度显著下降。从而导致换热板片及密封胶垫过热老化变形，甚至破裂，严重影响板式换热器安全运行。

3.缩短板式换热器寿命。水垢附在传热板片上，很难清除。为了除垢需要经常停机清洗，因而增加检修费用，不仅耗费人力、物力，而且由于经常采用机械方法与化学方法除垢，会使传热板片及密封胶垫受到损伤，而且，传热板片也会随着机械损伤发生局部腐蚀，会缩短板式换热器的使用年限。

二、改进措施

（一）化学清洗

化学清洗可以不拆板式换热器，在换热器上连接一个清洗系统，使清洗液在每侧流道里循环，清洗液应对板片材料、垫片毫无损伤。目前多采用的是酸洗，清洗剂有有机酸和无机酸。有机酸主要有：草酸、甲酸等。无机酸主要有：盐酸、硝酸等。根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出：（1）换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。（2）换热器材质为镍钛合金，使用盐酸清洗易对板片产生强腐蚀，缩短换热器使用寿命。通过反复试验发现，在甲酸清洗液中加入缓冲剂和表面活性剂，可降低清洗液对板片的腐蚀。通过对水垢样本的化学试验和酸浸泡试验发现，甲酸能够有效地清除水垢及附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。

1.清除水垢的基本原理 。（1）溶解作用：酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。（2）剥离作用：酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合。从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。（3）气掀作用：酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后，产生大量的二氧化碳。二氧化碳气体在溢出过程中，对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从换热器受热表面脱落下来。（4）疏松作用：对于含有硅酸盐和硫酸盐的混合水垢，由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。

2.清洗水垢的工艺要求。（1）酸洗温度：提升酸洗温度有利于提高除垢效果。如果温度过高就会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，通过反复试验发现，酸洗温度控制在60℃最为适宜。（2）酸洗液浓度：根据反复试验得出，酸洗液应按甲酸81%、水17%、缓冲剂1.2%、表面活性剂0.8%配制，清洗效果极佳。（3）酸洗方法及时间：酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。酸洗时间为先静态浸泡2h，然后动态循环3~4h。在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于0.2%时，即可认为酸洗反应结束。

（二）机械清洗

打开板式换热器，卸下夹紧螺栓，将活动压紧板平移向支柱，逐次拆下板片，用高压水枪冲刷，对于难以冲刷掉的污垢，则可用软纤维刷子或鬃毛刷来洗刷。

1.机械清洗过程中的注意事项。（1）板式换热器拆卸前应测量板束的压紧长度尺寸，做好记录。（2）密封垫片若粘在两板片间的沟槽内，此时需用螺丝刀小心地将其分开，螺丝刀应先从易剥开的部位插入，然后沿其周边进行分离，切不可损坏换热器板片和密封垫片。（3）拆卸钛材的板片时，严禁与明火接触，以防氧化。（4）在拆除及清理过程中，要轻拿轻放，不能用力撞击或振动，以免损坏换热板片及密封胶垫。（5）清理时，决不能使用金属刷刷洗，尤其是不锈钢板片，以免造成板片表面划伤，加速板片的腐蚀，如果板片上有污点或铁锈时，可用去污粉清除。（6）清洗用的清水，必须不含盐、硫等成分。

(三)板式换热器的运行与维护

1.在运行前应检查板式换热器各夹紧螺栓是否松动，如松动应夹紧；对管网系统进行冲洗、吹净。

2,启动前应打开换热器的所有出口阀门，关闭进口阀门，循环泵启动后，再缓慢打开换热器的进口阀门，逐步提高流量及压力，避免瞬时冲击而产生局部高压损坏设备。

3,开机时，应先开启循环水系统，再打开蒸汽阀；关机时，应先关闭蒸汽阀，待水温降到60℃以下时，再关闭循环水泵，以免造成换热器高温过热，过早老化。

4.开车运行后，应通过管路系统中的放气阀排出设备中的空气，防止空气停留在设备中，降低传热效果。

5.为防止结垢，必须保证软化设备完好，循环水的硬度≤0.6mmol/L，在整个系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。