換熱器清洗技術(shù)

楊曉良
(西安邦潔清潔有限責(zé)任公司,陜西西安710061)

    摘　要:結(jié)合換熱器清洗工程實(shí)例,詳細(xì)全面的介紹了換熱器清洗工藝流程,主要包括清洗藥劑的選擇及配方、清洗系統(tǒng)方案的建立、清洗的具體步驟、清洗檢測(cè)評(píng)定辦法、清洗效果評(píng)價(jià)。實(shí)踐證明此清洗流程清洗效果好、操作費(fèi)用低,對(duì)從事化學(xué)清洗行業(yè)人員來(lái)說(shuō),具有很好的參考價(jià)值。
    關(guān)鍵詞:換熱器清洗;氨基磺酸酸洗;水沖洗;漂洗;鈍化
    中圖分類(lèi)號(hào): TQ051·5　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
    文章編號(hào):1671-8909(2010)08-0014-07
    1　概述
    換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊、高效的換熱設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、制藥、船舶、紡織化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè),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(zhǎng)期運(yùn)行,用來(lái)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,同時(shí)因換熱器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及規(guī)格型號(hào)的不同,導(dǎo)致結(jié)垢程度也不一樣,結(jié)垢后使內(nèi)部通道截面變小甚至堵塞,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。在結(jié)垢嚴(yán)重、成分復(fù)雜的情況下,一般普通的物理方法不易清洗,且拆洗過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力,本文針對(duì)換熱器著重研究了化學(xué)清洗的工藝,此工藝簡(jiǎn)單,費(fèi)用相對(duì)物理清洗可能較高,但省時(shí)省力,處理效果相對(duì)較好,應(yīng)用很多。
    2　換熱器結(jié)垢分析及清洗
    2·1　結(jié)垢原因
    結(jié)垢原因主要有3種情況: 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(lèi)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(lèi)固體析出物,長(zhǎng)期不處理會(huì)越來(lái)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。
    2·2　結(jié)垢種類(lèi)
    對(duì)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(lèi):
    (1)類(lèi)析晶結(jié)垢:如水冷卻系統(tǒng),由于水中過(guò)飽和的鈣、鎂鹽類(lèi)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;
    (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(duì)于常用的冷卻水系統(tǒng)來(lái)講,工業(yè)水巾往往含有微生物及其所需的營(yíng)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(guò)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(lèi)只是表明某個(gè)過(guò)程對(duì)形成該類(lèi)污垢是一個(gè)主要過(guò)程。結(jié)垢往往是多種過(guò)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。
    2·3　影響結(jié)垢因素
    影響結(jié)垢的因素有很多,如流體速度、流體流動(dòng)狀態(tài)、流體組分的組成和含量以及換熱器的結(jié)構(gòu)等都對(duì)污垢的形成有一定的影響,從應(yīng)用角度考慮,我們只有找出主要因素才能使結(jié)垢問(wèn)題得到有效解決。對(duì)于某一流體而言,影響換熱器結(jié)垢的主要因素有以下幾個(gè)方面:
    (1)流體的流動(dòng)速度:在換熱器中,流速對(duì)污垢的影響應(yīng)該同時(shí)考慮其對(duì)污垢沉積和污垢剝蝕的影響,對(duì)于各類(lèi)污垢,由于流速增大引起剝蝕率的增大較污垢沉積的速率更為顯著,所以污垢增長(zhǎng)率隨著流速的增大而減小。但是在換熱器的實(shí)際運(yùn)行中,流速的增加將增大能耗,所以,流速也不是越高越好,應(yīng)就能耗和污垢兩個(gè)方面來(lái)綜合考慮。
    (2)傳熱壁面的溫度:溫度對(duì)于化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢和鹽類(lèi)析晶結(jié)垢有著重要的作用,流體溫度的增加一般會(huì)導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速度和結(jié)晶速度的增大,從而對(duì)污垢的沉積量產(chǎn)生影響,導(dǎo)致污垢增長(zhǎng)率升高。
    (3)換熱面材料和表面質(zhì)量:對(duì)于常用的碳鋼、不銹鋼而言,腐蝕產(chǎn)物的沉積會(huì)影響結(jié)垢;而如果采用耐蝕性能良好的石墨或陶瓷等非金屬材料,則不易發(fā)生結(jié)垢。換熱面材料的表面質(zhì)量會(huì)影響污垢的形成和沉積,表面粗糙度越大,越有利于污垢的形成和沉積。
    2·4　一般換熱器清洗的部位
    因?yàn)閾Q熱器大多是以水或蒸汽為載熱體的換熱系統(tǒng),故在清洗時(shí)劃分為水(蒸汽)側(cè)及介質(zhì)側(cè),最為普遍常見(jiàn)的換熱器是列管式換熱器,主要清洗其管程或殼程。
    2·5　結(jié)垢不清洗的危害及影響
     2·5·1　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
    熱交換設(shè)備中結(jié)生的污垢,隨著化學(xué)成分的不同,其導(dǎo)熱系數(shù)也有較大的差異。污垢的導(dǎo)熱系數(shù)一般在為0·4 ~0·6kcal/(m·h·℃)之間[1]即0·464~0·696W /(m·K),僅為鋼鐵導(dǎo)熱系數(shù)的1/40~1/80。是銅導(dǎo)熱系數(shù)的1/300。也就是說(shuō), 1mm厚水垢的傳熱能力和40~80mm厚鋼板、300mm厚銅板差不多。
    由于污垢的導(dǎo)熱系數(shù)極小,結(jié)垢會(huì)嚴(yán)重影響熱交換設(shè)備的傳熱性能,使生產(chǎn)能源消耗量大幅度上升。國(guó)內(nèi)外大量熱工試驗(yàn)結(jié)果表明,設(shè)備傳熱表面積結(jié)1mm厚水垢,熱交換設(shè)備就會(huì)多消耗8% ~10%的能源。也就是說(shuō), 1mm厚的水垢,可以使燃煤鍋爐多燒10%的煤炭,從而導(dǎo)致工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)成本費(fèi)用大幅度上升。
    2·5·2　結(jié)垢使換熱設(shè)備熱傳導(dǎo)工況惡化,傳熱面超溫過(guò)熱,引發(fā)鼓皰、裂紋、爆管等安全事故由于污垢的傳熱能力級(jí)差,設(shè)備傳熱面結(jié)垢后,高溫側(cè)的溫度不能被快速傳導(dǎo)到低溫介質(zhì)中,使傳熱面金屬壁溫持續(xù)上升并達(dá)到蠕變溫度。當(dāng)金屬壁溫達(dá)到或超過(guò)蠕變溫度后,金屬的機(jī)械性能(如韌性、塑性)明顯惡化,抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度大幅度下降,很容易被高溫?zé)龘p變形。在設(shè)備帶壓運(yùn)行的狀態(tài)下,過(guò)熱管壁因耐壓強(qiáng)度大幅下降而出現(xiàn)鼓皰、裂紋、泄漏甚至爆管的運(yùn)行安全事故。根據(jù)國(guó)內(nèi)部分省市技術(shù)監(jiān)督部門(mén)的統(tǒng)計(jì),鍋爐事故中因結(jié)垢和水質(zhì)引起的事故占到了60%以上。
    2·5·3　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
    熱交換設(shè)備傳熱面結(jié)生的水垢,其密度、厚度和化學(xué)組成通常呈不均勻狀態(tài),這種不均勻的污垢覆蓋,造成了金屬表面電化學(xué)不均勻性,很容易引發(fā)電化學(xué)腐蝕反應(yīng)。結(jié)垢還會(huì)使水中的某些腐蝕成分如H+、OH-、Cl-、Mg2+、S2-等在垢下金屬面富集并產(chǎn)生化學(xué)腐蝕反應(yīng)。腐蝕的結(jié)果是局部金屬被損傷減薄,腐蝕可以達(dá)到穿透設(shè)備鋼板,使設(shè)備泄漏、破損甚至達(dá)到失效的程度,從而使設(shè)備維修費(fèi)用增加。腐蝕嚴(yán)重時(shí),會(huì)使設(shè)備提前報(bào)廢。
    2·5·4　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
    熱交換設(shè)備結(jié)垢后,由于傳熱效率下降,會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的加熱或冷卻工況惡化,進(jìn)而影響到生產(chǎn)工藝過(guò)程,儀表指示失靈,溫度壓力指標(biāo)偏離工藝設(shè)計(jì)要求,設(shè)備運(yùn)行參數(shù)發(fā)生改變,生產(chǎn)工藝不穩(wěn),最終使產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量下降,次品率增加。嚴(yán)重時(shí)還可能中斷生產(chǎn),造成計(jì)劃外停產(chǎn)。
    3·清洗方法
    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。利用力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué),電學(xué)、熱學(xué)的原理,依靠外來(lái)能量的作用,如機(jī)械摩擦,超聲波、負(fù)壓、高壓沖擊,紫外線,蒸汽等去除物體表面污垢的方法叫物理清洗;依靠化學(xué)反應(yīng)的作用,利用化學(xué)藥品或其它溶劑清除物體表面污垢的方法叫化學(xué)清洗。如用各種無(wú)機(jī)或有機(jī)酸去除物體表面的銹跡、水垢,用氧化劑去除物體表面的色斑,用殺菌劑、消毒劑殺滅微生物并去除霉斑等。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(guò)程中,通常都是把兩者結(jié)合起來(lái)使用,以獲得更好的清洗效果。     4·清洗劑的選擇
    工業(yè)清洗劑的選用原則為: (1)良好的去污能力; (2)對(duì)清洗對(duì)象無(wú)不良影響; (3)質(zhì)量穩(wěn)定; (4)價(jià)格低廉。
    國(guó)內(nèi)外工業(yè)清洗劑品種繁多,但沒(méi)有萬(wàn)能型的清洗劑,一般均為專(zhuān)用型,應(yīng)針對(duì)清洗對(duì)象的材質(zhì)、清洗要求的不同,污垢的不同等,最好應(yīng)作工藝試驗(yàn),才能選用。但在選用時(shí)應(yīng)綜合考慮并研究分析以下幾點(diǎn):
    (1)清洗劑的主要成分;
    (2)清洗劑各項(xiàng)物理性能;
    (3)清洗劑的主要特征及注意事項(xiàng);
    (4)清洗劑的適用范圍(主要用途,污垢對(duì)象等);
    (5)清洗劑的清洗條件,方法與實(shí)施可能性;
    (6)排液與廢液處理方法;
    (7)清洗劑的成本;
    (8)有關(guān)清洗的法規(guī)等。
    4·1　換熱器清洗的藥劑選擇
    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(duì)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(duì)于不銹鋼來(lái)說(shuō)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。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),就要慎重考慮,比如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(duì)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(guò)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(duì)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,此處不再敘述。
    5·清洗前準(zhǔn)備工作
    1)了解換熱器的結(jié)構(gòu)規(guī)格。材質(zhì)、容積、性能、介質(zhì)、工藝條件、使用情況和清洗范圍等,查看設(shè)備有無(wú)變形、堵塞、泄漏等異常情況。
    2)掌握設(shè)備的結(jié)垢腐蝕程度。采集垢樣并進(jìn)行垢樣化學(xué)成份的全分析和溶垢試驗(yàn)。
    3)查看公用工程條件狀況,具體:水、電、蒸汽、氮?dú)獾纫?guī)格及數(shù)量能否滿(mǎn)足清洗需要,接點(diǎn)位置及距離泵站距離。
    4)廢液的處理要求及排放地點(diǎn)。
    5)清洗現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)交叉作業(yè),地面狀況、照明情況,清洗泵站和清洗原料的具體位置擺放。
    6)根據(jù)具體清洗現(xiàn)場(chǎng)狀況確定清洗過(guò)程中是否需要特殊工具儀器。
    7)根據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。選擇合適的化學(xué)清洗工藝條件。
    8)進(jìn)行清洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)具體情況,把被清洗部分與其它部位隔開(kāi);尋找合適的清洗荊進(jìn)出口和排污口設(shè)計(jì)臨時(shí)的連接管線和監(jiān)測(cè)管線。
    9)根據(jù)所確定的清洗工藝和系統(tǒng)設(shè)計(jì),進(jìn)行備料。包括清洗設(shè)備和材料、化學(xué)藥品、分析監(jiān)測(cè)儀器和操作工具及安全防護(hù)用品等。
    6·清洗準(zhǔn)備
    因?yàn)閾Q熱器大多是以水或蒸汽作為載熱體的換熱系統(tǒng),故在清洗時(shí)分為水(蒸汽)側(cè)及介質(zhì)側(cè),最為普遍常見(jiàn)的是列管式換熱器,主要清洗其管程或殼程。以下以某廠換熱器清洗為例說(shuō)明清洗過(guò)程。
    6·1　換熱器垢樣成分
    對(duì)換熱器垢樣樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得知其垢樣成分為: CaCO3及MgCO3: 46%;硅酸鹽: 5%; Fe3O4:18%;Fe2O3: 15%;生物黏泥: 10%;其它: 6%。
    6·2　藥劑選擇
    根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行換熱器殼程清洗,藥劑選擇根據(jù)實(shí)際設(shè)備及結(jié)合文中藥劑選用原則選擇藥劑,設(shè)備為碳鋼,使用4年以來(lái)未曾清洗過(guò),且換熱器相連外部碳鋼材料表明腐蝕嚴(yán)重,故從安全考慮,主酸洗劑選擇氨基磺酸,其他助劑詳見(jiàn)以下清洗過(guò)程中清洗工藝。
    7　清洗過(guò)程
    7·1　清洗系統(tǒng)的建立
    本系統(tǒng)采用充滿(mǎn)循環(huán)方式清洗,加料清洗時(shí),清洗液從泵站出來(lái)進(jìn)入換熱器殼程后出來(lái)返回至泵站,水沖洗時(shí)切換進(jìn)出口反沖洗,詳見(jiàn)圖1所示。
              
    7·2　清洗前的準(zhǔn)備工作
    7·2·1　公用工程條件
    水:消防水或自來(lái)水5m3/h;電: 380V 10kW;220V 100W;蒸汽: 0·5MPa。
    7·2·2　清洗前準(zhǔn)備及確認(rèn)工作
    清洗范圍:換熱器殼程(水-蒸汽側(cè));設(shè)備材質(zhì):換熱器殼程碳鋼,管程不銹鋼;工藝條件:殼程走冷卻水及加熱蒸汽,設(shè)備殼程水總?cè)莘e1m3;設(shè)備結(jié)垢:以無(wú)機(jī)鹽垢、生物泥、鐵銹為主;設(shè)備問(wèn)題:設(shè)備使用4年無(wú)堵塞泄漏現(xiàn)象,無(wú)重大障礙檢修記錄;清洗現(xiàn)場(chǎng):現(xiàn)場(chǎng)藥劑及操作設(shè)備存放布置方便,無(wú)交叉作業(yè),可方便清洗;安全要求:嚴(yán)格遵守廠方安全管理制度,嚴(yán)格清洗操作規(guī)范;廢水處理:甲方具備污水處理系統(tǒng),故協(xié)商由甲方處理清洗廢液。
    7·3　化學(xué)清洗步驟及監(jiān)控檢測(cè)分析
    根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)垢程度,盡可能保證安全且能夠達(dá)到清洗干凈的目的,采用以氨基磺酸為主,另適當(dāng)添加表面活性劑、黏泥剝離劑、發(fā)泡劑等藥劑,配置清洗液。
    清洗操作程序?yàn)?水沖洗—酸洗—水沖洗—漂洗—鈍化—水沖洗—檢查清洗結(jié)果。
    7·3·1　水沖洗
    目的:酸洗前的水沖洗是為了掀去系統(tǒng)中的泥沙和疏松的水垢等雜物。并且進(jìn)行試壓檢漏。操作:先以高位注滿(mǎn),同時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力,達(dá)到水壓試漏的目的后,從低位排放。沖洗速度不低于1·5m/s。直到?jīng)_出水清澈基本無(wú)雜質(zhì),并且全系統(tǒng)無(wú)泄漏,沖洗結(jié)束。
    檢測(cè):目測(cè)清潔度即可或檢測(cè)(出水濁度差小于5mg/L時(shí)結(jié)束)。
    7·3·2　酸洗
    操作:配好清洗液并蒸汽混合加熱至55℃,酸洗液以一定流速循環(huán)流動(dòng),流速一般控制在0·05~0·5m/s,最高不超過(guò)1m/s,酸洗溫度不大于60℃。每問(wèn)隔30min,分析測(cè)定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和Fe離子濃度,并掛腐蝕試片測(cè)量金屬的腐蝕速度。酸洗系統(tǒng)見(jiàn)圖1。當(dāng)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1·5%以上。兩次酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析結(jié)果的差值小于0·2%或pH基本無(wú)變化。鐵離子濃度最終穩(wěn)定基本無(wú)變化,且無(wú)二氧化碳?xì)馀莓a(chǎn)生時(shí),酸洗即可結(jié)束。
    清洗工藝:復(fù)配酸液3% ~4%;緩蝕劑0·2% ~0·3%;黏泥剝離劑4% ~6%;溫度50~55℃。
    分析項(xiàng)目:腐蝕掛片:清洗前后檢測(cè);
    酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定: 1~2次/h(接近終點(diǎn)時(shí)至少1h檢測(cè)2次);
    數(shù)據(jù)記錄如表1所示(取每小時(shí)數(shù)據(jù)供參考)。
            
    7·3·3　水沖洗   目的:酸洗后的水沖洗是用清水迅速將廢液頂出。
    操作:切換進(jìn)出管口(高進(jìn)低出),頂壓速度≥1·5m/s,高位注入。低位排放,要求沖洗至透明,無(wú)懸浮雜質(zhì), pH 4~5,ρ(Fe2++Fe3+)<30mg/L,由于酸洗過(guò)程中已將水垢、銹層除去。金屬界面又處于十分活潑的狀態(tài),因此,沖洗時(shí)間越短越好。
    檢測(cè):目測(cè)清潔度(清澈透明即可),檢測(cè)pH>4,ρ(Fe2++Fe3+)<30mg/L,即可結(jié)束。
    7·3·4　漂洗
    目的:清洗后金屬界面處于十分活潑的狀態(tài),很容易生銹,漂洗就是去除系統(tǒng)內(nèi)新生浮繡,為下一步鈍化打好基礎(chǔ)。
    操作:高進(jìn)低出,漂洗液反洗,當(dāng)酸濃度基本不變,沖洗結(jié)束。
    清洗工藝:漂洗液(檸檬酸)質(zhì)量分?jǐn)?shù): 0·3%;pH: 3~4;溫度: 80~85℃;時(shí)間: 4h;緩蝕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù): 0·2%。
    分析項(xiàng)目:檢測(cè)酸濃度不變漂洗結(jié)束。
    7·3·5　鈍化
    鈍化是對(duì)處于活性狀態(tài)的金璃表面進(jìn)行保護(hù),使其生成一層鈍化膜,避免重新氧化產(chǎn)生二次浮銹。用亞硝酸鈉或磷酸蘭鈉均可作為鈍化劑,最好的鈍化劑是亞硝酸鈉,但是亞硝酸鈉的大量排放會(huì)造成環(huán)境污染。考慮這一因素,采用效果稍差的磷酸三鈉作鈍化劑是較為合適的。
    目的:防止酸洗后處于活性狀態(tài)的金璃表面再次產(chǎn)生腐蝕。
    操作:漂洗液溫度調(diào)整到鈍化溫度后,直接加入鈍化液鈍化,達(dá)到鈍化時(shí)間后結(jié)束。
    清洗工藝:鈍化液質(zhì)量分?jǐn)?shù): 2% ~3%;溫度: 80~85℃; pH: 9~11;時(shí)間: 8h;流速: 0·1~0·3m/s或鈍化液均勻后浸泡。
    7·3·6　水沖洗
    鈍化結(jié)束后,排出鈍化液,用清水沖洗至系統(tǒng)中pH 8~9。
    清洗結(jié)束時(shí),除垢面積應(yīng)達(dá)到原垢覆蓋面積80%以上,表面清潔,并形成良好的鈍化膜,無(wú)小孔腐蝕。其腐蝕速度的平均值均在6g/(m2·h)以下,滿(mǎn)足HG/T 2387—2007工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)7·7·1。
    7·4　清洗驗(yàn)收及設(shè)備復(fù)位
     1)聯(lián)系廠方驗(yàn)收人員,現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收清洗工作;
    2)連接法蘭,設(shè)備恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。
    7·5　廢液處理及排放(雙方協(xié)商確定處理方)由甲方進(jìn)行處理,嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)標(biāo)化學(xué)清洗廢液處理GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。
    7·6　清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
    參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB/T2387—2007工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),要求:
    1)除垢率及洗凈率:除垢率及洗凈率>90%[2];
    2)腐蝕率:碳鋼腐蝕率<6g/(m2·h)[2];不銹鋼腐蝕率<2g/(m2·h);
    3)鈍化率: 98%。
    7·7　清洗評(píng)價(jià)
    清洗完畢,打開(kāi)上下連接管口,可直觀的看到不同潔凈度的列管表面,管表面清洗干凈(見(jiàn)圖2),然后進(jìn)一步做鈍化,膜均勻致密、光滑、完整,清洗劑鈍化完好。但也有清洗不盡完美之處,因列管排列緊湊,列管夾縫還有少量絮狀藻類(lèi)雜物存在,這種情況可以準(zhǔn)確地說(shuō)藻類(lèi)已經(jīng)被剝離但沒(méi)有被沖出,屬于掛壁現(xiàn)象,可在正常運(yùn)行后隨著水流慢慢帶出系統(tǒng)。
             
    7·7·1　清洗腐蝕監(jiān)測(cè)
    加入清洗劑前,掛入碳鋼及不銹鋼試片于水系統(tǒng)中(濾網(wǎng)處,沿水流方向放置),清洗結(jié)束后取出,本清洗為確保檢測(cè)腐蝕準(zhǔn)確性,相同掛片采用3片,以碳鋼掛片為例,碳鋼腐蝕速率1號(hào)試片1·98g/(m2·h); 2號(hào)試片1·88g/(m2·h); 3號(hào)試片1·92g/(m2·h),在HG/T 2387—2007《工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中碳鋼腐蝕率<6g/(m2·h)即為合格,本次清洗平均腐蝕率為1·93g/(m2·h),說(shuō)明清洗過(guò)程中腐蝕是輕微的。
    7·7·2　清洗前后正常運(yùn)行冷卻效果對(duì)比
    清洗前后冷卻水出水溫度有較大變化,清洗前為: 43~47℃,清洗后為66~71℃;冷卻時(shí)間也由清洗前的15h變?yōu)?h?？梢钥闯隼鋮s同等量清洗時(shí)間縮短了7h,從節(jié)約能源、工作時(shí)間及運(yùn)行效率來(lái)看明顯得到改善,通過(guò)總體的運(yùn)行效果來(lái)看本次清洗非常成功,同時(shí)也再次說(shuō)明換熱器的定期清洗勢(shì)在必行。
    7·8　注意事項(xiàng)
    1)進(jìn)行酸洗前,要認(rèn)真檢查換熱器是否有泄漏,如有則事先修補(bǔ),以免清洗時(shí)損漏藥品,若發(fā)現(xiàn)管子堵死,一定要疏通后方可加藥。否則被堵死的管予洗不凈,重冼又增加成本,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
    2)換熱器頂部應(yīng)設(shè)排氣管,以使將清洗過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排掉。防止產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象。
    3)將酸洗液注入換熱器時(shí)如發(fā)現(xiàn)換熱器內(nèi)反應(yīng)強(qiáng)烈,有大量泡沫沖出,應(yīng)停止加入酸液;必要時(shí)可向換熱器內(nèi)通入冷水,緩和作用速度,以阻止酸液外流。
    4)酸洗時(shí),若酸洗液中Fe3+離子含量達(dá)到500mg/L。實(shí)際操作中含量達(dá)到300mg/L時(shí)就應(yīng)加入適量的亞硫酸鈉、氯化亞錫或次亞磷酸等強(qiáng)還原劑。盡可能確保安全,添加量可按化學(xué)反應(yīng)式計(jì)算或按預(yù)先進(jìn)行的小型試驗(yàn)確定。
    5)清洗泵入口或清洗液回流口裝設(shè)濾網(wǎng),濾網(wǎng)孔徑應(yīng)小于5mm。
    6)清洗系統(tǒng)內(nèi)含有銅、不銹鋼部件的閥門(mén)、計(jì)量?jī)x表管等。在酸洗前拆除、封堵或更換。
    7)為了確保清洗效果·在設(shè)計(jì)清洗系統(tǒng)時(shí),最好能考慮進(jìn)行反循環(huán)清洗。
    8)清洗系統(tǒng)中應(yīng)有溫度、壓力測(cè)量?jī)x表及化學(xué)分析采樣點(diǎn)、府蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)等。
    8·結(jié)束語(yǔ)
    本文主要結(jié)合工業(yè)清洗的基本程序,著重以換熱器清洗為例,從化學(xué)清洗原理角度出發(fā),介紹了常見(jiàn)換熱器化學(xué)清洗藥劑的選擇原則。因藥劑選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致被洗設(shè)備或材料的腐蝕損壞,或者造成清洗污染等危害,故對(duì)化學(xué)藥劑選擇尤為重要。
    結(jié)垢對(duì)換熱器的危害的確很大,需要積極地預(yù)防和定期地清除。影響結(jié)垢的因素很多,只有找主要因素才能使問(wèn)題簡(jiǎn)化,對(duì)于不同類(lèi)型的結(jié)垢,應(yīng)采取針對(duì)性的采取清除措施,有效地治理?yè)Q熱器的結(jié)垢問(wèn)題,以提高換熱器傳熱效率及運(yùn)行壽命。
    參考文獻(xiàn)
    [1]張世浩·換熱器表面水垢的清洗[J]·河南化工,1991·22(7): 24-27·
    [2]化學(xué)工業(yè)機(jī)械設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)·HG/T 2387—2007工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]·北京:中國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布, 2007·