板式换热器在供热系统使用中的结垢处理

代中华

（中国石化集团中原石油勘探局有限公司供热管理处，河南濮阳 457001）

1 概述

板式换热器因体积小、换热效率高、维修方便等特点，在供热企业得到了广泛的应用。但在板式换热器使用过程中，由于水处理设备水质处理效果差，水质处理不合格，将达不到水质标准的水注入板式换热器中，水中的钙镁碳酸盐遇热分解，成为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物，这些沉淀物粘结在换热器板片上，形成坚硬的水垢，从而降低了板式换热器的传热效果。我国地热资源丰富，地热能是一种可再生资源。在地热井水中使用的板式换热器，由于地热井水盐性大，进入水处理设备后，水处理设备的处理能力不足，会比在自来水中结垢情况更严重。因此，清除地热井水中换热器板片的结垢，用好地热能这个可再生资源，使供热系统安全、高效、经济的运行，成为众多企业的研究课题。

2 问题分析

板式换热器在自来水供热中使用容易结垢，但当地热井水流经岩层后，溶解了多种可溶矿物质，地热井水中产生了各种盐，当其通过供热系统时，附着在板式换热器的内表面上，更容易结垢。解决了在地热井水供热中使用的板式换热器的结垢问题，在自来水供热中使用的板式换热器结垢问题就容易解决了。

换热器板片上的结垢，使流体阻力增大，供热效率降低，还会形成水垢下的板片腐蚀，这些都直接影响供热系统的正常运行。地热井水使换热器板片结垢，是目前供热方面棘手的问题。虽然采取改进措施后取得了一些成绩，但目前的方式方法，从技术上不具备克服这个难题的能力。现在地热能已经得到了广泛应用，用一些行之有效的方法，解决板式换热器的结垢与腐蚀问题，对提高地热系统设备使用寿命，降低运行成本，有着重大的理论和实际意义。在地热井的热能利用中，多数使用的是不锈钢板式换热器，存在着结垢与腐蚀的问题，解决了板式换热器的结垢问题，便于解决结垢处的腐蚀问题。如果能及时解决板式换热器的结垢问题，运行好供热系统，形成一套完整的运行程序，将节省大量的热能。

3 解决措施

拆卸下换热器板片，检查其结垢情况。根据多年在供热维护中积累的经验判断，如果覆盖在换热器板片下的结垢多数是黄色的厚层，带有少数褐色的结垢，则认定为结垢严重，靠物理方法清洗除垢不容易清洗干净，就用化学方法清洗除结垢。如果结垢呈现不均匀的淡黄色或褐色薄层，则考虑用物理方法清洗除垢。

3.1 物理方法清洗除垢

根据板式换热器的结垢情况，选用合适压力的高压水枪，用水枪顺着换热器板片的波纹倾角进行反复冲刷，确保冲刷掉顽固的水垢。使用高压水枪时，要做好安全工作，穿好工作服，严格遵守高压水枪的安全操作规范。如果高压水枪冲刷过的板片还有少量残余结垢，就用软毛刷进行清除，边刷边用水枪清洗，将剩余的水垢刷洗干净（图1）。

图1 物理方法清洗除垢

3.2 化学方法清洗除垢

拆卸换热器板片，检查结垢情况。如果换热器板片结垢情况严重，就用化学方法清洗除垢。用化学方法清洗除去结垢，清洗液的选用很关键。化学方法清洗除垢适用于各类钢材。对于不锈钢换热器板片，通过对各种酸洗工艺的摸索、结合工作实践经验获知，使用草酸溶液清洗板式换热器除垢效果最好，不仅能保护板式换热器内部的胶条和板片，而且还能降低劳动强度。因为草酸和换热器板片结垢发生化学反应，使结垢转化为可溶性物质，从而达到除去换热器板片结垢的目的。如果换热器板片上产生了大量结垢，严格按照安装、拆卸使用说明书的步骤进行拆卸。将拆卸下的换热器板片放入50 ℃左右的水槽中，加入5%的草酸溶液进行浸泡，浸泡8～10 h 后，去掉草酸溶液。再用4%的磷酸三钠溶液浸泡3 h 左右，取出换热器板片后，用高压水枪吹扫，结垢就会干干净净地下来。换热器板片晾干后便可重新安装使用（图2）。

4 解决效果

图2 化学方法清洗除垢

目前供热企业普遍用人字形波纹板式换热片。供热系统使用的换热器板片，波纹倾角和表面无杂物时能体现板式换热器的最好性能。通过选用物理和化学两种清洗除垢方法对板式换热器除垢，能达到板式换热器的最佳性能。板式换热器清洗除垢后，按照板式换热器GB 16409—1996 中的总传热系数计算方法，通过运行数据计算获知，板式换热器的总传热系数在6000 W/m2.℃左右，达到了运行目标要求。近年对供热系统中板式换热器结垢的规律进行了探索，得出结论，板式换热器每半年清洗除垢一次，能保证换热器的换热效果，极大提高了板式换热器的使用和节能效果。