換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效的換熱設(shè)備 ,是實(shí)現(xiàn)加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌等用途的優(yōu)良設(shè)備。但是,由于換熱器長期運(yùn)行,用來冷卻或加熱側(cè)純凈程度的不同以及工藝介質(zhì)本身性質(zhì)的差異導(dǎo)致?lián)Q熱器結(jié)垢已成必然 ,造成換熱器換熱效率降低,從而影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行和設(shè)備的安全。因此,換熱器應(yīng)定期進(jìn)行清洗,除掉污垢,以保證換熱器的高效換熱和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

    換熱器結(jié)垢原因、種類及危害

    換熱器結(jié)垢三大原因

（1）因?yàn)槌Ｓ脫Q熱器換熱器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng),由于某些鹽類在溫度升高及濃度較高時(shí)從水中析出,附著于換熱管表面,形成水垢,隨著使用時(shí)間及頻率的增加積垢層逐漸變厚、變硬,緊緊地附著于換熱管表面上;

（2）如同水垢一樣,換熱器的另一側(cè)流體由于物質(zhì)本身的性質(zhì)可能出現(xiàn)非水垢類固體析出物,長期不處理會(huì)越來越多積累在換熱管面;

（3）當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)有機(jī)物較多而流體的流速又較小時(shí),部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會(huì)在換熱器內(nèi)沉積,形成疏松、多孔或膠狀污垢。

    換熱器六類主要結(jié)垢過程

對于常用的換熱器而言。根據(jù)結(jié)垢機(jī)理,我們一般將結(jié)垢分為以下幾類:

（1）類析晶結(jié)垢:如水冷卻系統(tǒng),由于水中過飽和的鈣、鎂鹽類由于溫度、pH等變化而從水中結(jié)晶沉積在換熱器表面,而形成了水垢;

（2）粒結(jié)垢:流體中懸浮的同體顆粒在換熱面上的積聚;

（3）化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢:由于化學(xué)反應(yīng)而造成的同體沉積;

    結(jié)垢不清洗的危害

（1）結(jié)垢使設(shè)備熱交換效率大幅下降,能源消耗大幅增加,生產(chǎn)成本上升；

（2）結(jié)垢使換熱設(shè)備熱傳導(dǎo)工況惡化,傳熱面超溫過熱,引發(fā)鼓皰、裂紋、爆管等安全事故；

（3）結(jié)垢會(huì)引發(fā)垢下腐蝕損傷,造成設(shè)備穿孔泄漏,縮短設(shè)備使用壽命結(jié)垢會(huì)使生產(chǎn)工藝不穩(wěn),影響產(chǎn)品品質(zhì),引發(fā)質(zhì)量事故。

為保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全，必須定期對換熱器進(jìn)行除垢清洗。

    換熱器清洗方式的選擇

（4）腐蝕結(jié)垢:換熱介質(zhì)腐蝕換熱面,產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積于受熱面上而形成污垢;

（5）生物結(jié)垢:對于常用的冷卻水系統(tǒng)來講,工業(yè)水巾往往含有微生物及其所需的營養(yǎng),這些微生物群體繁殖,其群體及其排泄物同泥漿等在換熱表面形成生物垢;

（6）凝同結(jié)垢:在過冷的換熱面上,純液體或多組分溶液的高溶解組分凝同沉積。

以上的分類只是表明某個(gè)過程對形成該類污垢是一個(gè)主要過程。結(jié)垢往往是多種過程的共同作用結(jié)果,因此換熱面上的實(shí)際污垢,常常是多種污垢混合在一起的。

   根據(jù)清洗方法的不同,主要清洗方法為物理清洗和化學(xué)清洗。

化學(xué)清洗是通過化學(xué)清洗液產(chǎn)生某種化學(xué)反應(yīng)，使換熱器傳熱管表面的水垢和其他沉積物溶解、脫落或剝離。化學(xué)清洗不需要拆開換熱器，簡化了清洗過程，也減輕了清洗的勞動(dòng)程度。其缺點(diǎn)是化學(xué)清洗液選擇不當(dāng)時(shí)，會(huì)對清洗物基體腐蝕破壞，造成損失。

   化學(xué)清洗方法

 循環(huán)法：用泵強(qiáng)制清洗液循環(huán)，進(jìn)行清洗。

 浸漬法：將清洗液充滿設(shè)備，靜置一定時(shí)間。

 浪涌法：將清洗液充滿設(shè)備，每隔一定時(shí)間把清洗液從底部卸出一部分，再將卸出的液體裝回設(shè)備內(nèi)以達(dá)到攪拌清洗的目的。

   化學(xué)循環(huán)法清洗步驟

（1）隔離設(shè)備，并把換熱器內(nèi)的水排放干凈。

（2）用高壓水清洗管道雜質(zhì)并封閉系統(tǒng)。

（3）隔離閥和交換器之間裝球閥，接上輸送泵和導(dǎo)管，清洗劑從換熱器的底部泵入，從頂部流出。

（4）注入所需要的清洗劑，反復(fù)循環(huán)清洗。

（5）隨時(shí)排出氣體并注入適當(dāng)?shù)乃?nbsp;

（6）使用PH 試紙測定清洗劑的有效性。

（7）回收清洗溶液并用清水反復(fù)沖洗至PH呈中性。

物理清洗是借助各種機(jī)械外力和能量使污垢粉碎、分離并剝離離開物體表面，從而達(dá)到清洗的效果。物理清洗方式都有一個(gè)共同點(diǎn)：高效、無腐蝕、安全、環(huán)保。其缺點(diǎn)是在清洗結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備內(nèi)部時(shí)其作用力有時(shí)不能均勻達(dá)到所有部位而出現(xiàn)“死角”。

常見的方法有，超聲波除垢、PIG清管技術(shù)、電場除垢技術(shù)等。

   高壓水噴射清洗

利用柱塞泵產(chǎn)生的高壓水經(jīng)過特殊噴嘴噴向垢層，除垢徹底、效率高，但是其裝機(jī)容器里大、耗水多。

   超聲波除垢

主要是利用超聲波聲場處理流體，使流體種的成垢物質(zhì)在超聲場作用下，其物理形態(tài)和化學(xué)性能發(fā)生一系列變化，使之分散、粉碎、松散、松脫而不易附著管壁形成的積垢。

   管道內(nèi)移動(dòng)式除垢機(jī)具除垢

新型管道內(nèi)移動(dòng)式除垢機(jī)具效率較高，質(zhì)量好，適用于油氣輸送管道及化工液體和水輸送管道的除垢。

按驅(qū)動(dòng)方式不通過，典型的管道內(nèi)移動(dòng)式除垢機(jī)具分為：A.電力驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式除垢機(jī)具；B.液力驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式除垢機(jī)具；C.壓縮空氣驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式除垢機(jī)具。

   機(jī)械清洗

它是靠機(jī)械作用提供一種大于污垢粘附力的力而使污垢從換熱面上脫落。這種方法可以除去化學(xué)方法不能除去的碳化污垢和硬質(zhì)垢，但要清理干凈管內(nèi)垢層一般需要5-6遍，有時(shí)多達(dá)10遍，清管效率低，質(zhì)量差。

   微生物清洗

微生物清洗是利用微生物將設(shè)備表面附著的油污分解，使之轉(zhuǎn)化為無毒無害的水溶性物質(zhì)的方法。這種清洗把污染物(如油類)和有機(jī)物徹底分解，是一種真正意義上的環(huán)保型清洗技術(shù)。

物理清洗和化學(xué)清洗都存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn),又具有很好的互補(bǔ)性。在實(shí)際應(yīng)用過程中,通常都是把兩者結(jié)合起來使用,以獲得更好的清洗效果。

對化學(xué)清洗方法而言，清洗劑的選擇對清洗效果有顯著影響。

   清洗劑的選擇

工業(yè)清洗劑的選用原則

良好的去污能力;

對清洗對象無不良影響;

質(zhì)量穩(wěn)定;

價(jià)格低廉。

   常用的化學(xué)清洗劑

（1）利用溶解作用去污的清洗劑（包括水和有機(jī)溶劑）； 

（2）利用表面活性作用去污的表面活性劑清洗劑（如陽離子、陰離子、非離子及兩性離子表面活性劑）；      

（3）利用化學(xué)反應(yīng)作用去污的化學(xué)清洗劑（如酸、堿、鹽、氧化劑等）。

   換熱器清洗藥劑的選擇方法

清洗換熱器時(shí)首先確定好清洗部位,確定好換熱器材料,取樣分析后,

根據(jù)換熱器材質(zhì)及結(jié)垢程度選擇試劑。

 對于碳鋼材質(zhì)以碳酸鹽垢及鐵銹為主時(shí),一般選擇鹽酸做主酸洗液效果較好,出于安全考慮也可選擇有機(jī)酸氨基磺酸做為主洗酸劑;

 對于不銹鋼來說一般選擇硝酸為最佳清洗酸劑,同樣出于安全角度考慮式根據(jù)實(shí)際情況也可選擇酸性溫和的氨基磺酸作為主洗酸劑。

   清洗銅材料換熱器時(shí)候,一定要注意是哪種銅材質(zhì)。

黃銅尤其要注意,黃銅主要成分為銅,其次鋅的含量相當(dāng)高,為了防止脫鋅現(xiàn)象發(fā)生,對酸洗液選擇盡可能濃度較低,一般緩蝕劑同時(shí)保護(hù)銅、鋅兩種金屬效果較差。故在操作過程中采取溫和清洗方式,即低濃度、短時(shí)間、小流速,常溫清洗比較好。

一般緩蝕劑選擇Lan-826即可,對于其他助劑,如表面活性劑、黏泥剝離劑、發(fā)泡劑等可根據(jù)清洗劑選擇原則結(jié)合具體情況選擇。在一些特殊情況下,主要是指清洗材料可能存在缺陷或者比較薄或者其他的特殊情況時(shí),應(yīng)慎重考慮選擇藥劑。

   板式換熱器清洗方法

板片的清洗方法有三種，即反沖法(不拆開清洗)，手工清洗法(拆開清洗)，和化學(xué)清洗法(不拆開清洗)。

   清洗方式

 （1）手工清洗法。換熱板片結(jié)垢厚度很薄而不溶于水時(shí)，則可拆開，逐片用有壓力的水(0.1～0.2MPa)或用帶水的低壓蒸汽進(jìn)行噴射沖刷處理，對于用水很難沖刷的沉積物，則可用軟纖維刷子、鬃毛刷來洗刷。

（2）化學(xué)清洗法。換熱板片表面，尤其是介質(zhì)流動(dòng)的死角處，有較硬的沉積物(氧化物或碳化物)，用手工清洗法是很難解決的，可根據(jù)換熱板片的材質(zhì)而采取不同的化學(xué)溶劑來清洗。

    清洗劑的選擇

目前一般采用的是酸洗，它包括有機(jī)酸和無機(jī)酸。有機(jī)酸主要有：草酸、甲酸等。無機(jī)酸主要有：鹽酸、硝酸等。

    清洗流程

（1）沖冼：酸洗前，先對換熱器進(jìn)行開式?jīng)_洗，使換熱器內(nèi)部沒有泥、垢等雜質(zhì)，這樣既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。 

（2）將清洗液倒人清洗設(shè)備，然后再注入換熱器中。

（3）酸洗：將注滿酸溶液的換熱器靜態(tài)浸泡2h。然后連續(xù)動(dòng)態(tài)循環(huán)3～4 h。其間每隔0.5h。

    進(jìn)行正反交替清洗。酸洗結(jié)束后，若酸液pH值大于2，酸液可重復(fù)使用，否則，應(yīng)將酸洗液稀釋中和后排掉。

（4）堿洗：酸洗結(jié)束后，用NaOH，Na，PO ，軟化水按一定的比例配制好，利用動(dòng)態(tài)循環(huán)的方式對換熱器進(jìn)行堿洗，達(dá)到酸堿中和，使換熱器板片不再腐蝕。 

（5）水洗：堿洗結(jié)束后，用清潔的軟化水．反復(fù)對換熱器進(jìn)行沖洗0．5 h，將換熱器內(nèi)的殘?jiān)鼜氐讻_洗干凈。

（6）記錄：清洗過程中，應(yīng)嚴(yán)格記錄各步驟的時(shí)間，以檢查清洗效果。

總之，清洗結(jié)束后，要對換熱器進(jìn)行打壓試驗(yàn)。合格后方可使用。

預(yù)防結(jié)垢的措施

（1）運(yùn)行中嚴(yán)把水質(zhì)關(guān)，必須對系統(tǒng)中的水和軟化罐中的軟化水進(jìn)行嚴(yán)格的水質(zhì)化驗(yàn)，合格后才能注人管網(wǎng)中。

（2）新的系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，應(yīng)將換熱器與系統(tǒng)分開，進(jìn)行一段時(shí)間的循環(huán)后，再將換熱器并人系統(tǒng)中．以避免管網(wǎng)中雜質(zhì)進(jìn)入換熱器。 

（3）在整個(gè)系統(tǒng)中，除污器和過濾器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行不定期的清理外，還應(yīng)當(dāng)保持管網(wǎng)中的清潔，以防止換熱器堵塞。

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