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板式换热器的清洗及实用技术

作者:admin 时间:2021-11-24 04:52:18 点击:172 次

 
板式换热器是一种紧凑高效的换热装置,具有换热效率高(其传热系数比管式换热器高3 ~ 5倍)、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、可靠耐用等特点。
 
  近年来广泛应用于冶金、石油、制药、船舶、纺织、化工、医药、食品等行业。是加热、冷却、热回收、快速杀菌等用途的优秀设备。
 
  然而,由于换热温度高(尤其是汽水交换)和换热效率高,板式换热器容易结垢。
 
  同时板式换热器内循环孔径小,结垢后内部通道截面变小甚至堵塞,降低了板式换热器的换热效率,影响了正常生产和设备安全。
 
  因此,板式换热器应定期进行化学清洗,去除污垢,以保证板式换热器的高效换热和正常生产。
 
  板式换热器简介
 
  板式换热器是由薄金属板(通常为不锈钢)压制成一定形状的换热板,然后用密封橡胶垫叠放而成的一种换热器。它主要由传热片、密封橡胶垫、夹紧螺栓、压板、整机架等部分组成。
 
  冷热介质通过相邻的换热板流经各自的通道,通过中间的薄换热板进行换热,具有效率高、节能、换热系数高、使用安全可靠、结构紧凑、体积小、占地面积小、组合灵活、调节维护方便等优点。
 
  2清洗前板式换热器的准备
 
  2.1板式换热器结垢分析
 
  板式换热器一般可分为:水-水交换和蒸汽-水交换。在水-水交换模式下,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,热媒为蒸汽,一般不容易结垢,而冷媒为水,在90左右的温度下容易结垢。
 
  水垢样本大致可分为水垢和污垢,尤其是水垢。水垢主要是指溶于水的各种盐类,由于热分解导致溶解度降低,结晶沉积在传热片上,通常为碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐。这种鳞片晶体致密,坚硬,难以去除。
 
  一般来说,污垢是由细泥沙、灰尘、不溶性盐泥、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和清洗工艺的选择
 
  板式换热器的水垢样品主要是水垢,与传热片结合坚硬牢固,用物理方法去除比较困难,因此选用化学清洗中的酸洗法去除水垢。
 
  根据板式换热器的结垢情况、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。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、备件损坏等不良影响。
 
  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、备件损坏等不良影响。
 
  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。板式换热器结垢较轻或老化严重时,可不拆卸清洗。
 
  化学清洗可以采用循环清洗和浸泡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,在循环系统中加入适量的清洗剂,用循环泵进行循环清洗;
 
  浸泡是指循环系统中的清洗剂均匀达到一定浓度后,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,清洗槽内清洗剂的浓度应每1h检测一次,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清洗剂的选择
 
  板式换热器的传热板材料一般为奥氏体不锈钢,型号有AISI304、304L、AISI316、316L、316Ti。不锈钢材料需要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,均可耐酸、碱、酮、醇等溶液的腐蚀。
 
  3板式换热器的拆卸和清洗
 
  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(两压板内面之间的距离)并记录。
 
  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,逐个拆下传热板(注意不要弄断或撕掉密封橡胶垫),并按顺序排列。
 
  因为一些热交换器使用几种传热翅片模式,所以记住每种模式的数量和组合顺序很重要。
 
  3.2化学清洗的拆卸
 
  3.2.1化学清洗循环回路的连接由清洗泵、清洗罐和塑料管组成。将拆下的传热板有序放入清洗槽内(传热板应与水流方向平行),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,清洗槽中清洗剂的浓度应每1h检测一次,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,可喷洒消泡剂消泡。同时,清洗液浓度迅速下降,清洗液浓度可适当提高。
 
  连续2小时清洗剂浓度不变或变化很小,传热板表面水垢明显减少时,可用塑料刷轻轻刷掉,可视为清洗终点。
 
  3.3残留水垢的清除
 
  化学清洗完成后,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。
 
  清洗过程中,清洗机的压力不宜过高,最好为490 ~ 588 kPa,水柱不应垂直于传热板,并应有一定的夹角,以免损坏传热板。同时也要注意传热片的顺序和传热片上垫片的安全性。
 
  3.4组装
 
  除垢后,拆卸时先从固定压板开始,按照传热片的叠放顺序,然后沿轨道依次叠放传热片(注意传热片上的密封橡胶垫不要脱落,如果脱落,用密封胶粘贴)。
 
  所有传热板安装完毕后,小心地将活动压板沿轨道压紧,将压紧螺栓依次放入线槽内,均匀、缓慢、对称地压紧(否则传热板容易被压扁或偏压,造成板式换热器漏水或漏气),直至传热板的压缩净尺寸达到或略小于原尺寸。
 
  3.5液压试验
 
  板式换热器组装后,应按照GB16409-1996《板式换热器》]标准进行两侧单向水压试验。测试过程中,压力应缓慢增加。达到规定压力后,保压时间为10 ~ 30分钟。然后将压力降至设计压力,检查所有密封面是否有泄漏。保压时间不少于30分钟。
 
  3.6恢复
 
  水压试验安全后,拆下连接管,关闭排水阀,先打开冷介质进出口阀,再打开热介质进出口阀。
 
  4板式换热器不拆卸清洗
 
  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热介质的进出口阀,然后关闭冷介质的进出口阀排出介质(通常是水或蒸汽)。
 
  冷热介质的入口和出口分别作为清洗液的入口和出口(如果没有出口,应增加阀门)。化学清洗循环系统按照热介质入口-热介质出口-冷介质入口-冷介质出口的顺序,由清洗泵、清洗罐和塑料管组成。
 
  4.1.2化学清洗工艺的实施
 
  清洗槽注水检查系统循环正常,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,清洗槽中清洗液的浓度应每1h检测一次,使清洗液的浓度始终保持在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。不拆卸的化学清洗可能需要很长时间,可以采用循环清洗和隔夜浸泡清洗相结合的方式进行清洗。当清洗剂浓度连续2小时不变化或变化很小时,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,传热板上总是附着有污垢(尤其是污垢),因此需要用循环泵反复冲洗掉污垢。排净清洗槽内的废液,用清水注满,用循环泵冲洗,排净废水,反复冲洗,观察不停止供水,直到板式换热器内不再有水垢和炉渣。
 
  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电子导体膜,可以抑制金属的溶解过程。这种膜本身在介质中的溶解速率很小,可以将金属的阳极溶解速率保持在很小的值。
 
  不拆卸的化学清洗,需要与板式换热器连接的几段管道,传热片为不锈钢材质,未进行中和钝化处理,但管道为钢材质,清洗后表面的氧化皮和铁锈被去除,露出钢的本质,处于非常活跃的活化状态,容易生锈,因此需要进行中和钝化处理,防止二次腐蚀。
 
  4.2.1中和处理
 
  中和处理可采用氢氧化钠、碳酸钠等。辅以中和添加剂,按0.5%的用量,即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,直至pH达到7,循环停止。
 
  4.2.2钝化处理
 
  中和处理后进行钝化处理,在循环系统中加入适量的钝化预膜剂,均匀循环后,控制pH值在8-9之间。钝化预膜剂的使用量按清洗剂循环水量计算,每吨水中加入10公斤钝化预膜剂。
 
  4.3恢复
 
  钝化后,拆下连接管,关闭排水阀,先打开冷介质进出口阀,再打开热介质进出口阀。
 
  去除率和除垢率可达95%以上。虽然不拆卸清洗不能直接观察除垢率,但从清洗前后板式换热器进出口水温、压力的变化可以看出清洗效果。
 
  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。清洗的终点可以根据清洗剂浓度随时间的变化和在传热片上观察到的结垢反应程度来判断。当清洗剂浓度连续2小时不变化或变化极小时,可视为清洗终点。
 
  化学清洗后,使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100%。

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