換熱器結垢危害

    換熱器結垢是涉及國民經濟及眾多產業急需解決的問題,也是傳熱學界未真正解決的主要問題之一。備受各國科學界和工程技術界的關注。

美國和世界部分煉油廠，由于處理烴類物料而形成結垢(不包括水冷、空冷和鍋爐的結垢)所造成的經濟損失作調查,得出美國煉油廠因結垢造成的經濟損失每年總計達13億6千萬美元,全世界總計達44億美元。 

    據我國有關方面報道,對于換熱設備,每立方米的水垢要多消耗能源7%~9%,熱效率降低10%~20%。我國有各類工業鍋爐約42萬臺,每年因水垢浪費原煤約175萬噸。由于鍋爐水質管理不當,結垢將導致局部膨脹變形和垢下腐蝕,直接影響化工生產的安全。

污垢的分類

從結垢機制的角度,液側污垢可分為如下6類:

需要指出的是,通常的污垢形成過程可能是幾種污垢形成機理共同作用的結果。

換熱器清洗方法

其中以化學清洗法和物理清洗最為常見。

清洗劑的選擇

清洗劑主要指的是酸性清洗劑,常用無機酸和有機酸

    選擇清洗劑時一般應掌握以下原則：

    1)在保證一定時間溶垢的前提下,選用低濃度、常溫、安全、經濟的清洗劑。

    2)試驗用清洗劑要根據設備的材質、垢樣的狀況與組成等情況來確定,在此要著重指出的是不銹鋼材質的設備清洗是不允許選用鹽酸的,因鹽酸酸洗中殘余的氯離子會引起不銹鋼產生應力腐蝕和晶間腐蝕破裂。

    3)一般情況下可選用2種清洗劑,每種清洗劑選用清洗中常用的高、低2種不同濃度,共4種配方用清洗試劑。

    4)對一些復雜、特殊的垢樣選擇范圍要寬,可多選用一些試驗用清洗劑,對某些復雜的有機垢樣要選用特殊有的針對性清洗劑。

    根據清洗劑的選擇原則,并結合實際情況確定清洗劑。

    一般情況下以溶垢的時間為尺度,溶垢時間越短,表明清洗劑對垢樣溶解性能越好,因而要選擇溶垢時間最短的清洗劑。

    如溶垢時間相差不大,在考慮溶垢時間的同時,主要從清洗劑選擇原則及操作難易等方面衡量,綜合分析后,再確定適宜的清洗劑。

在確定清洗劑配方后,最后一項試驗工作就是緩蝕劑的選擇,它是確定清洗液配方的重要一步,一種較理想的清洗液不僅能清除垢物,更關鍵地是在除垢的同時,還不能損傷和破壞被清洗設備,否則清洗本身就失去了意義。

    緩蝕劑通常根據清洗劑種類、使用溫度、濃度等確定緩蝕劑的選擇范圍,然后依據試驗的結果,結合各種因素和實際情況來確定緩蝕劑的種類、使用濃度等。

經過上述的幾步,就可科學地確定清洗液的配方,即確定清洗劑的種類、濃度和緩蝕劑的種類、濃度等。

板式換熱器反沖酸洗法

一、反沖——酸洗法的系統構成

對于板式換熱器來說,機械清洗主要是將換熱器解體，利用人工方法逐片去掉換熱面上的垢層，然后重新組裝。此方法只能在換熱器完全脫離換熱系統時采用，不但費時、費力，而且重新組裝時，對換熱器的夾緊尺寸要求較高，不易掌握；同時換熱片間的封閉墊片易損壞，對設備的維護，保養不利。

該方法不但可以使換熱器在不脫離換熱系統時得到清洗，免去解體的麻煩，而且方法簡單，省時省力，周期短，見效快，大大地降低了勞動強度。

    圖中實線部分即是整個酸洗系統。它由一個酸洗槽(9) ，一個酸洗泵(10) 及其配套管路、閥門組成。反沖洗法,就是利用高壓水所產生的壓頭，對換熱面上的垢層進行反向沖擊，使之脫離換熱器片，從而排出循環系統。

    酸洗法就是利用酸液的浸泡、循環來清潔換熱面，排除污垢，提高換熱效果的方法。

二、反沖———酸洗法的操作步序

多年的實踐證明：板式換熱器的二次水流程，即冷進、冷出流程一側較易結垢，且垢層較厚，因此我們以二次水流程的“反沖———酸洗法”為例。具體操作過程如下：

    反沖洗時，首先關閉板式換熱器的冷進閥門(3) 和冷出閥門(12) ，同時打開泄放管閥門(11) ，當放凈板式換熱器(7) 中的所有二次水后，再開啟冷出閥門(12) ，使二次水在換熱器內部形成局部逆向流動，利用其產生的壓頭來沖擊附著在換熱面上的垢層使較松散的，附著力不強的垢層脫離換熱面，從而排出循環系統。

在進行反沖洗時我們應該注意

    反沖的時間不宜過長，每次沖洗的遍數不宜過多。 一股以每次1 分鐘為宜，進行3～5 遍，直至排出的水清澈，透明為止，因為時間過長，次數過多會導致反沖的效果不明顯，同時使系統中的熱量損失過多。

酸洗分為十個步驟

1、封閉過程；在保持一、二次循環回路暢通的情況下，關閉管路的所有閥門。

2、脫離過程：即整個換熱器的二次循環脫離熱交換系統。也就是關閉換熱器冷進、冷出閥門(3) 和(12) 。

3、排空過程:打開泄放管閥門(11) 和二次酸洗入口門(13) ,排空換熱器中的蓄水后,關閉閥門(11) 。

4、打藥過程:啟動酸洗泵(10) ,同時打開二次酸洗出口閥門(4) 和酸洗回水閥門(8) ;將酸洗槽(9) 中的酸液注入換熱器中,直至酸洗回水管中有藥液流出。

5、封閉過程:依次關閉二次酸洗入口閥門(13) 酸洗泵(10) 、二次酸洗出口閥門(4) 和酸洗回水閥門(8) ,封閉二次酸洗管路。

6、浸泡過程:根據所選用的藥液酸性來確定靜態浸泡時間,對換熱器的二次換熱面靜態浸泡。

7、循環過程:依次開啟二次酸洗出口閥門(4) 、酸洗回水閥門(8) ,酸洗泵(10) 及二次酸洗入口閥門(13) ,使整個二次酸洗系統動態循環。

8、排放過程:在酸液循環一定時間后打開泄放管閥門(11) ,排凈殘液,關閉酸洗系統。

9、中和過程:在耐酸槽(9) 中加入配制好的堿液,通常為Na3 PO4 或Na2CO3 溶液,重復步驟3 至8。

10、恢復過程:重新緩慢打開換熱器冷出閥門(12) 和換熱器冷進閥門(3) ,使二次循環正常運行。

對一次循環的反沖洗和酸洗過程與二次循環的清洗過程相仿。

所用酸為硝酸或磷酸，其最高濃度4%/最高溫度60℃。

以化學清洗法和物理清洗最為常見。

清洗劑的選擇

清洗劑主要指的是酸性清洗劑,常用無機酸和有機酸。

選擇清洗劑時一般應掌握以下原則。

1)在保證一定時間溶垢的前提下,選用低濃度、常溫、安全、經濟的清洗劑。

2)試驗用清洗劑要根據設備的材質、垢樣的狀況與組成等情況來確定,在此要著重指出的是不銹鋼材質的設備清洗是不允許選用鹽酸的,因鹽酸酸洗中殘余的氯離子會引起不銹鋼產生應力腐蝕和晶間腐蝕破裂。

3)一般情況下可選用2種清洗劑,每種清洗劑選用清洗中常用的高、低2種不同濃度,共4種配方用清洗試劑。

4)對一些復雜、特殊的垢樣選擇范圍要寬,可多選用一些試驗用清洗劑,對某些復雜的有機垢樣要選用特殊有的針對性清洗劑。

根據清洗劑的選擇原則,并結合實際情況確定清洗劑。

一般情況下以溶垢的時間為尺度,溶垢時間越短,表明清洗劑對垢樣溶解性能越好,因而要選擇溶垢時間最短的清洗劑。

如溶垢時間相差不大,在考慮溶垢時間的同時,主要從清洗劑選擇原則及操作難易等方面衡量,綜合分析后,再確定適宜的清洗劑。

在確定清洗劑配方后,最后一項試驗工作就是緩蝕劑的選擇,它是確定清洗液配方的重要一步,一種較理想的清洗液不僅能清除垢物,更關鍵地是在除垢的同時,還不能損傷和破壞被清洗設備,否則清洗本身就失去了意義。

緩蝕劑通常根據清洗劑種類、使用溫度、濃度等確定緩蝕劑的選擇范圍,然后依據試驗的結果,結合各種因素和實際情況來確定緩蝕劑的種類、使用濃度等。

經過上述的幾步,就可科學地確定清洗液的配方,即確定清洗劑的種類、濃度和緩蝕劑的種類、濃度等。

板式換熱器反沖酸洗法

1反沖——酸洗法的系統構成

對于板式換熱器來說,機械清洗主要是將換熱器解體，利用人工方法逐片去掉換熱面上的垢層，然后重新組裝。此方法只能在換熱器完全脫離換熱系統時采用，不但費時、費力，而且重新組裝時，對換熱器的夾緊尺寸要求較高，不易掌握；同時換熱片間的封閉墊片易損壞，對設備的維護，保養不利。

該方法不但可以使換熱器在不脫離換熱系統時得到清洗，免去解體的麻煩，而且方法簡單，省時省力，周期短，見效快，大大地降低了勞動強度。

圖中實線部分即是整個酸洗系統。它由一個酸洗槽(9) ，一個酸洗泵(10) 及其配套管路、閥門組成。反沖洗法,就是利用高壓水所產生的壓頭，對換熱面上的垢層進行反向沖擊，使之脫離換熱器片，從而排出循環系統。

酸洗法就是利用酸液的浸泡、循環來清潔換熱面，排除污垢，提高換熱效果的方法。

2反沖———酸洗法的操作步序

多年的實踐證明：板式換熱器的二次水流程，即冷進、冷出流程一側較易結垢，且垢層較厚，因此我們以二次水流程的“反沖———酸洗法”為例。具體操作過程如下：

反沖洗時，首先關閉板式換熱器的冷進閥門(3) 和冷出閥門(12) ，同時打開泄放管閥門(11) ，當放凈板式換熱器(7) 中的所有二次水后，再開啟冷出閥門(12) ，使二次水在換熱器內部形成局部逆向流動，利用其產生的壓頭來沖擊附著在換熱面上的垢層使較松散的，附著力不強的垢層脫離換熱面，從而排出循環系統。

在進行反沖洗時我們應該注意

反沖的時間不宜過長，每次沖洗的遍數不宜過多。 一股以每次1 分鐘為宜，進行3～5 遍，直至排出的水清澈，透明為止，因為時間過長，次數過多會導致反沖的效果不明顯，同時使系統中的熱量損失過多。

酸洗分為十個步驟

1、封閉過程；在保持一、二次循環回路暢通的情況下，關閉管路的所有閥門。

2、脫離過程：即整個換熱器的二次循環脫離熱交換系統。也就是關閉換熱器冷進、冷出閥門(3) 和(12) 。

3、排空過程:打開泄放管閥門(11) 和二次酸洗入口門(13) ,排空換熱器中的蓄水后,關閉閥門(11) 。

4、打藥過程:啟動酸洗泵(10) ,同時打開二次酸洗出口閥門(4) 和酸洗回水閥門(8) ;將酸洗槽(9) 中的酸液注入換熱器中,直至酸洗回水管中有藥液流出。

5、封閉過程:依次關閉二次酸洗入口閥門(13) 酸洗泵(10) 、二次酸洗出口閥門(4) 和酸洗回水閥門(8) ,封閉二次酸洗管路。

6、浸泡過程:根據所選用的藥液酸性來確定靜態浸泡時間,對換熱器的二次換熱面靜態浸泡。

7、循環過程:依次開啟二次酸洗出口閥門(4) 、酸洗回水閥門(8) ,酸洗泵(10) 及二次酸洗入口閥門(13) ,使整個二次酸洗系統動態循環。

8、排放過程:在酸液循環一定時間后打開泄放管閥門(11) ,排凈殘液,關閉酸洗系統。

9、中和過程:在耐酸槽(9) 中加入配制好的堿液,通常為Na3 PO4 或Na2CO3 溶液,重復步驟3 至8。

10、恢復過程:重新緩慢打開換熱器冷出閥門(12) 和換熱器冷進閥門(3) ,使二次循環正常運行。