板式換熱器是一種換熱器，由薄金屬板(通常為不銹鋼)壓制成波紋狀的換熱板，再層壓密封橡膠墊而成。它主要由傳熱片、密封橡膠墊、夾緊螺栓、壓板、整機(jī)機(jī)架等部分組成。

板式換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊、效率高的換熱設(shè)備。它具有換熱效率高(其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3 ~ 5倍)、占地面積小(是管式換熱器的1/3)、使用壽命長(zhǎng)、投資少、易除垢、可靠耐用的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于冶金、石油、制藥、造船、紡織、化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。它是加熱、冷卻、熱回收和快速的設(shè)備。

　　然而，由于換熱溫度高(特別是汽水交換)和換熱效率高，板式換熱器容易結(jié)垢。那么板式換熱器的清洗及實(shí)用技術(shù)有哪些呢？下面就有山東睿信晟工業(yè)設(shè)備有限公司來(lái)為您解答。

　　同時(shí)，板式換熱器的內(nèi)循環(huán)孔徑較小，使得內(nèi)通道的截面變小，甚至結(jié)垢后堵塞，導(dǎo)致板式換熱器的換熱效率降低，從而影響正常生產(chǎn)和設(shè)備安全。

　　因此，板式換熱器應(yīng)定期清洗，去除污垢，以保證高效換熱和板式換熱器的正常生產(chǎn)。

　　2.板式換熱器清洗前的準(zhǔn)備工作

　　2.1板式換熱器結(jié)垢分析

　　板式換熱器一般可分為：水-水換熱器和蒸汽-水換熱器。水-水交換方式的冷熱介質(zhì)均為水，冷熱水溫差不大，約70 ~ 90，兩側(cè)結(jié)垢情況基本相同；在汽水交換模式下，熱介質(zhì)是水蒸氣，一般不容易結(jié)垢，冷介質(zhì)是水，溫度在90左右，容易結(jié)垢。

　　水垢樣本大致可以分為水垢和污垢，尤其是水垢。水垢主要由溶于水的各種鹽類(lèi)組成，這些鹽類(lèi)受熱分解溶解，結(jié)晶沉積在傳熱片上，通常有碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽等。這種水垢密度大，很難清除；

　　一般來(lái)說(shuō)，污垢是由細(xì)泥沙、灰塵、不溶性鹽的泥漿、膠體氫氧化物、碎屑、腐蝕產(chǎn)物、油污，特別是細(xì)菌和藻類(lèi)的尸體及其粘性分泌物等組成。這種污垢體積大，質(zhì)地疏松柔軟，容易清除。

　　2.2板式換熱器除垢清洗方法及清洗工藝選擇

　　板式換熱器的水垢樣品主要是水垢，水垢堅(jiān)硬，與傳熱片結(jié)合牢固，用物理方法很難去除，所以選擇化學(xué)清洗中的酸洗法去除水垢。

　　根據(jù)污垢情況、老化程度和用戶(hù)要求，板式換熱器的化學(xué)清洗可分為拆卸清洗和不拆卸清洗兩種方法。拆卸、清洗、除垢徹底有效，但勞動(dòng)量大，工藝復(fù)雜，容易造成換熱器泄漏、零部件損壞等不良影響；

　　不拆卸清洗除垢不夠徹底，但勞動(dòng)量小，工藝簡(jiǎn)單，不易造成換熱器泄漏、零部件損壞等不良影響。

　　當(dāng)板式換熱器結(jié)垢嚴(yán)重、換熱效率低甚至堵塞時(shí)，必須拆卸清洗；當(dāng)板式熱交換器輕度結(jié)垢或嚴(yán)重老化時(shí)，無(wú)需拆卸即可進(jìn)行清潔。

　　在化學(xué)清洗中，可以采用循環(huán)清洗和浸沒(méi)清洗相結(jié)合的清洗工藝。

　　循環(huán)清洗是由循環(huán)泵、清洗槽、塑料管和清洗物組成的封閉循環(huán)系統(tǒng)，向循環(huán)系統(tǒng)中加入適量的清洗劑，用循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)清洗；

　　浸泡清洗是在循環(huán)系統(tǒng)中的清洗劑達(dá)到一定濃度后，關(guān)閉循環(huán)泵進(jìn)行浸泡。

　　為了保證清洗劑的濃度，在循環(huán)過(guò)程中應(yīng)每隔1h檢測(cè)一次清洗槽中清洗劑的濃度，使清洗劑的濃度始終保持在0.10 ~ 0.15 mol/L的安全有效范圍內(nèi)，必要時(shí)應(yīng)加入清洗劑。中午或晚上，加入清洗劑后浸泡清洗。

　　2.3清潔劑的選擇

　　板式換熱器的傳熱板一般采用奧氏體不銹鋼，型號(hào)有AISI304、304L、AISI316、316L、316Ti。不銹鋼應(yīng)該用硝酸基清洗劑清洗。

　　墊片材料一般為丁晴橡膠(NBR)130-140、丁基橡膠(RCB)140、乙丙橡膠(EPDM)150，能抵抗酸、堿、酮、醇等溶液的腐蝕。

　　基于此，我們使用河南省科學(xué)院能源研究所開(kāi)發(fā)的不銹鋼制品專(zhuān)用清洗劑(該清洗劑已通過(guò)河南省科技廳組織的技術(shù)鑒定)，主要由硝酸、乙醇酸、緩蝕劑、滲透劑、消泡劑等化學(xué)品組成。

　　該清洗劑對(duì)不銹鋼制品具有除垢率高、腐蝕率低、除垢速度快的特點(diǎn)，清洗濃度在0.10 ~ 0.15 mol/L范圍內(nèi)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合HG/T2387-2007《工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的要求

　　板式熱交換器3的拆卸和清潔

　　3.1拆卸

　　首先關(guān)閉板式換熱器熱介質(zhì)進(jìn)出口閥，然后關(guān)閉冷介質(zhì)進(jìn)出口閥，排出介質(zhì)(通常是水或蒸汽)，用鋼尺測(cè)量換熱器傳熱板的凈壓縮尺寸(兩個(gè)壓縮板內(nèi)表面之間的距離)，并記錄下來(lái)。

　　均勻?qū)ΨQ(chēng)地拆下?lián)Q熱器的夾緊螺栓，沿軌道輕輕推開(kāi)活動(dòng)壓板，逐個(gè)拆下傳熱片(注意不要撕掉或扯掉密封橡膠墊)，按順序排列。

　　由于一些熱交換器使用多行傳熱翅片，因此需要記住翅片的數(shù)量和每行的組合順序。3.2拆卸化學(xué)清洗

　　3.2.1化學(xué)清洗循環(huán)系統(tǒng)由清洗泵、清洗罐和塑料管組成(如圖1所示)。拆下的傳熱片有序地放置在清洗槽中(傳熱片應(yīng)與水流方向平行)。注水后檢查系統(tǒng)是否正常。

　　3.2.2化學(xué)清洗工藝的實(shí)施

　　用水填充清洗槽，直到傳熱板完全浸沒(méi)。加入適量清洗劑，開(kāi)始循環(huán)清洗。根據(jù)化學(xué)清洗工藝，在循環(huán)過(guò)程中，應(yīng)每隔1h檢測(cè)清洗槽中清洗劑的濃度，以保持清洗劑的濃度在0.10 ~ 0.15 mol/L的安全有效范圍內(nèi)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)添加清洗劑。

　　清洗初期反應(yīng)劇烈，出現(xiàn)大量泡沫，噴灑消泡劑即可消泡。同時(shí)，清洗液的濃度迅速降低，清洗液的濃度可以適當(dāng)高一些。

　　當(dāng)清洗劑濃度連續(xù)2h不變或變化量很小時(shí)，傳熱片表面的水垢明顯減少，可用塑料刷刷掉，可視為清洗終點(diǎn)。

　　3.3殘留水垢的清除

　　化學(xué)清洗后，將傳熱片逐一取出，用清洗機(jī)清除傳熱片兩側(cè)殘留的水垢，必要時(shí)用塑料刷幫助擦洗。

　　在清洗過(guò)程中，清洗機(jī)的壓力不宜過(guò)高，在490 ~ 588 kPa之間，水柱不應(yīng)垂直于傳熱片，但要有一定的夾角，以免損壞傳熱片。同時(shí)也要注意傳熱片的順序和傳熱片上密封墊的安全性。

　　3.4組裝

　　除垢后，按照拆卸時(shí)傳熱片的疊放順序，從固定壓板開(kāi)始，依次沿軌道疊放傳熱片(注意傳熱片上的密封橡膠墊不要脫落，脫落用密封膠粘好)。

　　所有傳熱片安裝完畢后，小心地將活動(dòng)壓板沿軌道壓下，將壓緊螺栓依次放入線槽內(nèi)，均勻、緩慢、對(duì)稱(chēng)地壓緊(否則傳熱片容易被壓碎或偏壓，使板式換熱器泄漏或漏出)，直至傳熱片的壓縮凈尺寸達(dá)到或略小于原始尺寸。

　　3.5水壓試驗(yàn)

　　板式換熱器組裝后，應(yīng)根據(jù)GB  GB16409-1996《板式換熱器》]標(biāo)準(zhǔn)要求，在兩側(cè)進(jìn)行單側(cè)水壓試驗(yàn)。試驗(yàn)期間，壓力應(yīng)緩慢增加。達(dá)到規(guī)定壓力后，保持時(shí)間為10 ~ 30分鐘，然后降至設(shè)計(jì)壓力。檢查所有密封面是否有泄漏，保持時(shí)間不少于30分鐘。

　　3.6恢復(fù)

　　水壓試驗(yàn)安全后，拆除連接管，關(guān)閉所有排水閥，先打開(kāi)冷介質(zhì)進(jìn)出口閥，再打開(kāi)熱介質(zhì)進(jìn)出口閥。

　　無(wú)需拆卸即可清潔4個(gè)板式熱交換器

　　4.1不拆卸的化學(xué)清洗

　　4.1.1化學(xué)清洗循環(huán)回路的連接

　　首先關(guān)閉板式換熱器的熱介質(zhì)進(jìn)出口閥，然后關(guān)閉冷介質(zhì)進(jìn)出口閥排出介質(zhì)(通常是水或蒸汽)。冷熱介質(zhì)的入口和出口用作清洗液入口，水的出口用作清洗液出口(如果沒(méi)有出口，應(yīng)增加閥門(mén))?；瘜W(xué)清洗循環(huán)系統(tǒng)由清洗泵、清洗罐和塑料管按熱介質(zhì)入口-熱介質(zhì)出口-冷介質(zhì)入口-冷介質(zhì)出口的順序組成(如圖2所示)。

　　4.1.2化學(xué)清洗工藝的實(shí)施

　　向清洗槽注水，檢查系統(tǒng)循環(huán)正常后，加入適量清洗劑，開(kāi)始循環(huán)清洗。根據(jù)化學(xué)清洗工藝，在循環(huán)過(guò)程中，應(yīng)每隔1h檢測(cè)清洗槽中清洗液的濃度，以保持清洗液的濃度在0.10 ~ 0.15 mol/L的安全有效范圍內(nèi)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)添加清洗劑。

　　無(wú)需拆卸的化學(xué)清洗可能需要更長(zhǎng)時(shí)間，可以通過(guò)循環(huán)清洗和隔夜浸泡清洗相結(jié)合的方式進(jìn)行清洗。當(dāng)清洗劑濃度2h不變或變化量很小時(shí)，可以停止循環(huán)。

　　4.1.3沖洗

　　化學(xué)清洗后，由于板式換熱器的內(nèi)循環(huán)孔徑較小，水垢殘留(尤其是污垢)總是附著在傳熱板上，因此需要用循環(huán)泵反復(fù)沖洗水垢殘留。將清洗槽中的廢液排出，用清水注滿，用循環(huán)泵沖洗，將廢水排出，反復(fù)沖洗，不斷接水觀察，直至板式換熱器無(wú)水垢殘留排出。

　　4.2中和和鈍化處理

　　中和是在不腐蝕設(shè)備的情況下，中和清洗后設(shè)備中殘留的酸液；鈍化是在金屬表面形成一層能抑制金屬溶解過(guò)程的電子導(dǎo)體膜。膜本身在介質(zhì)中的溶解速率非常低，因此可以將金屬的陽(yáng)極溶解速率保持在非常小的值。

　　由于與板式換熱器連接的幾段管道用于化學(xué)清洗，無(wú)需拆卸，傳熱片采用不銹鋼制成，不需要中和和鈍化處理，但管道采用鋼制成。清洗后，表面的氧化皮和鐵銹被去除，露出鋼鐵的本質(zhì)，處于非?；钴S的活化狀態(tài)，容易生銹。因此，需要進(jìn)行中和和鈍化處理，以防止二次腐蝕。

　　4.2.1中和處理

　　中和處理可以用氫氧化鈉、碳酸鈉等進(jìn)行。作為輔助中和添加劑，用量為0.5%，即加入1噸水和5公斤中和劑，中和循環(huán)系統(tǒng)中殘留的酸性清洗劑，使pH達(dá)到7，停止循環(huán)。

　　4.2.2鈍化處理

　　中和后鈍化，向循環(huán)系統(tǒng)中加入適量的鈍化預(yù)膜劑，均勻循環(huán)后控制pH在8-9之間。鈍化預(yù)膜劑用量根據(jù)清洗劑循環(huán)水量計(jì)算，每1t水中加入10kg鈍化預(yù)膜劑。

　　4.3恢復(fù)

　　鈍化后，拆下連接管，關(guān)閉排污閥，先打開(kāi)冷介質(zhì)進(jìn)出口閥，再打開(kāi)熱介質(zhì)進(jìn)出口閥。

　　5個(gè)應(yīng)用示例

　　這兩種板式換熱器的化學(xué)清洗方法，河南省科學(xué)院能源研究所已多次實(shí)踐，并不斷改進(jìn)。他們的工藝流程成熟，清洗周期短，污垢清洗徹底，經(jīng)濟(jì)，快速，客戶(hù)滿意。其中除垢率可達(dá)95%以上。雖然不拆卸清洗無(wú)法直觀觀察除垢率，但從清洗板式換熱器前后進(jìn)出水溫和進(jìn)出水壓的變化可以看出清洗效果。以下為2007年10月河南省水利廳辦公樓采暖用板式換熱器拆除清洗實(shí)例。

　　5.1化學(xué)清洗過(guò)程控制(見(jiàn)表1)

　　清洗過(guò)程采用循環(huán)清洗和浸泡清洗相結(jié)合的方式，清洗過(guò)程耗時(shí)10小時(shí)。根據(jù)清洗劑濃度隨時(shí)間的變化和傳熱片上水垢的反應(yīng)程度來(lái)判斷清洗終點(diǎn)。清洗劑濃度2h不變或變化量很小時(shí)，可視為清洗終點(diǎn)。

　　5.2清潔效果

　　化學(xué)清洗后，用清洗機(jī)去除殘留的水垢。清洗前傳熱板表面完全覆蓋了一層黃色污垢，清洗后傳熱板表面沒(méi)有污垢，顯露出不銹鋼的本質(zhì)，除垢率基本達(dá)到。