板式換熱器整體清洗的試驗(yàn)

板式換熱器整體清洗的試驗(yàn)

 全紅

（南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530008）

包鋼煉鋼廠連鑄水處理泵站使用板式換熱器來(lái)冷卻精煉爐、結(jié)晶器和連鑄設(shè)備水系統(tǒng)的設(shè)備，由于板式換熱器冷卻面采用工業(yè)水，板式換熱器在冷卻過(guò)程中工業(yè)水，黃河水水源濁度季節(jié)性變化比較大，濁度經(jīng)常性偏高使板式換熱器水流道縫隙變小，水中泥砂極易堵塞流而結(jié)垢，這樣板式換熱器冷卻效率降低，影響設(shè)備冷卻水的溫降，停澆現(xiàn)象屢次出現(xiàn)，造成重大的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)損失，因此，做好板式換熱器的清洗是連鑄生產(chǎn)設(shè)備管理的重要工作。
    基于上述原因，我們不得不在鑄機(jī)停澆時(shí)間時(shí)把板式換熱器解體清洗泥垢，由于間隔時(shí)間短，采用機(jī)械清洗的方式是拆開(kāi)板式換熱器一片片清洗，在清洗過(guò)程中發(fā)現(xiàn)以下弊病。
    1）因?yàn)辄S河工業(yè)水鈣、鎂離子比較高，在高溫下板式換熱器的工業(yè)水面結(jié)的垢比較硬，如果用鐵刷一片片刷，這樣工人的工作強(qiáng)度加大，而且板片經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)劃傷,刷后更容易掛垢；清洗效果不大。
    2）清洗時(shí)必須將換熱器拆開(kāi),在拆裝過(guò)程中容易損害墊片，常常出現(xiàn)因?yàn)榻M裝過(guò)緊而引起金屬板或墊片損壞，或是由于組裝得不夠緊而發(fā)生泄漏。造成金屬板之間的介質(zhì)外泄現(xiàn)象，連鑄設(shè)備水使用除鹽水冷卻，板式換熱器常常出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象，除鹽水竄入工業(yè)水中，增加除鹽水成本和板式換熱器備件大量損耗，也增加了設(shè)備費(fèi)用。
    3）經(jīng)常拆卸板式換熱器，會(huì)使金屬板兩端的懸掛凹口變形，凹口處的變形會(huì)引起金屬板間發(fā)生不對(duì)中，這樣金屬板極容易變形，當(dāng)水流經(jīng)板式換熱器時(shí)，會(huì)影響水流速度，加劇板式換熱器的結(jié)垢與腐蝕，見(jiàn)圖1。板式換熱器是用薄金屬板(一般為不銹鋼)壓制成具有一定形狀波紋的換熱板片,然后加密封膠墊疊裝而成的一種換熱器。主要由傳熱片、密封膠墊、夾緊螺栓、壓緊板、整機(jī)框架等零部件組成。冷熱介質(zhì)通過(guò)相鄰換熱板片流經(jīng)各自通道,中間通過(guò)一層薄換熱板片進(jìn)行換熱,因此，高效節(jié)能,換熱系數(shù)高，也極易結(jié)垢；同時(shí)板式換熱器內(nèi)部流通孔徑小,結(jié)垢后使內(nèi)部通道截面變小甚至堵塞,造成板式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,板式換熱器應(yīng)定期進(jìn)行化學(xué)清洗,除掉污垢,以保證板式換熱器的高效換熱和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

             
    1·清洗液的選擇
    根據(jù)換熱器材質(zhì)、結(jié)垢特點(diǎn)及水垢成分分析得出：
    1）因?yàn)閾Q熱器材質(zhì)為不銹鋼，清洗液的選擇非常重要，如使用鹽酸為清洗液．容易對(duì)板片產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕，縮短換熱器的使用壽命。
    2）換熱器流通面積小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，清洗液在使用過(guò)程中不能產(chǎn)生沉淀，否則不易排放。
    3）板式換熱器上水垢的主要成分為鈣鎂碳酸鹽和鐵的氧化物。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，選擇甲酸這種有機(jī)酸作為清洗劑效果最佳。甲酸與水垢反應(yīng)后生成易于排放的絡(luò)合物溶液，同時(shí)在甲酸清洗液中加人緩沖劑和表面活性劑，可有較好的清洗效果，并可最大限度地減少清洗液對(duì)板片的腐蝕。
    經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)配置出酸洗液的濃度：甲酸81.0％、水17.0％、緩沖劑1.2％、表面活性劑0.8％，為板式換熱器的整體清洗做準(zhǔn)備。
    2·清洗除垢的基本原理
    1）溶解作用:酸溶液容易與鈣鎂碳酸鹽水垢發(fā)生反應(yīng)，生成易溶化合物，使水垢溶解。
    2）剝離作用:酸溶液能溶解金屬表面的氧化物，破壞與水垢的結(jié)合，從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離，并脫落下來(lái)。
    3）氣掀作用:酸溶液與鈣鎂碳酸鹽水垢發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生大量的二氧化碳。二氧化碳?xì)怏w在溢出過(guò)程中，對(duì)于難溶或溶解較慢的水垢層，具有一定的掀動(dòng)力，使水垢從換熱器受熱表面脫落下來(lái)。
    4）疏松作用:對(duì)于含有硅酸鹽和硫酸鹽混合水垢，由于鈣鎂碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解，殘留的水垢會(huì)變得疏松，很容易被流動(dòng)的酸溶液沖刷下來(lái)。
    首先把要沖洗的板式換熱器打壓，壓力達(dá)到設(shè)備規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值，證明設(shè)備沒(méi)有內(nèi)漏，可以進(jìn)行整體清洗。
    把準(zhǔn)備好的板式換熱器按冷進(jìn)、冷出、清洗泵、清洗水箱的順序進(jìn)行連接，這與換熱水流方向正好相反，這樣有助于堵塞的顆粒在反方向力的作用下清洗出來(lái)，這套系統(tǒng)安裝為閉路循環(huán)系統(tǒng)，如圖2。

            
    清洗開(kāi)始水箱里注入澄清水，對(duì)板式換熱器進(jìn)行循環(huán)清洗，待換熱器內(nèi)部泥砂沖洗干凈后，這樣既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。
    水箱水更換為清洗藥劑，進(jìn)行循環(huán)清洗。酸洗方法應(yīng)以靜態(tài)浸泡和動(dòng)態(tài)循環(huán)相結(jié)合的方法進(jìn)行；酸洗時(shí)間為先靜態(tài)浸泡2 h，然后動(dòng)態(tài)循環(huán)3～4 h。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。
    水洗：酸洗洗結(jié)束后，用清潔的除鹽水。反復(fù)對(duì)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。
    鈍化處理：酸洗結(jié)束后，板式換熱器表面的水垢和金屬氧化物絕大部分被溶解脫落，暴露出嶄新的金屬，極易腐蝕，因此在酸洗后，對(duì)換熱器板片進(jìn)行鈍化處理，向循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)添加適量鈍化預(yù)膜劑,循環(huán)均勻后使pH控制在8~9之間,鈍化預(yù)膜劑的使用量按清洗劑循環(huán)水量計(jì)算，1 t水加鈍化預(yù)膜劑10 kg[1]。這樣金屬表面形成一種鈍化膜，起著保護(hù)板式換熱器和防止板式換熱器進(jìn)一步腐蝕的作用。
    為了加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行管理，減少板式換熱器的結(jié)垢速度，在日常運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)把水質(zhì)關(guān)。運(yùn)行人員必須對(duì)系統(tǒng)的工業(yè)冷卻水進(jìn)行嚴(yán)格的水質(zhì)化驗(yàn)，水質(zhì)合格后才能循環(huán)水系統(tǒng)。中心化驗(yàn)室應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督，不定期抽查，以保證工業(yè)補(bǔ)水水質(zhì)合格。
    換熱器投運(yùn)前，應(yīng)與設(shè)備水系統(tǒng)分離，為避免板式換熱器內(nèi)通道堵塞，在管道入口安裝過(guò)濾器，工業(yè)水循環(huán)一段時(shí)間后，將過(guò)濾器和濾網(wǎng)中的雜質(zhì)徹底清除干凈，再并入除鹽水系統(tǒng)運(yùn)行[2]，并且要對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行日常點(diǎn)檢工作，做好清洗過(guò)濾器的長(zhǎng)短周期點(diǎn)檢及清洗工作。
    在鑄機(jī)停澆或檢修時(shí)，要控制除鹽水系統(tǒng)的壓力，跟生產(chǎn)車(chē)間互相配合，不允許長(zhǎng)時(shí)間只關(guān)閥門(mén)不停水，防止板式換熱器因?yàn)閴毫^(guò)高損壞墊片，另外，由于鑄機(jī)檢修，使除鹽水閉路系統(tǒng)中氧的含量增加，換熱器表面的氧腐蝕不可避免，特別是在停運(yùn)期間，氧腐蝕極為嚴(yán)重，會(huì)形成鐵氧化物。這些鐵氧化物與換熱器表面的水垢結(jié)合后會(huì)形成巧克力色的水垢片，嚴(yán)重堵塞換熱器的流通截面，影響換熱效果[3]。
    經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的生產(chǎn)運(yùn)行和維護(hù)，板式換熱器的整體清洗方法得到了廣泛的應(yīng)用推廣，降低了全廠的備品備件的費(fèi)用，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短板式換熱器的解體清洗時(shí)間，確保連鑄生產(chǎn)的順利完成。實(shí)踐證明，連鑄生產(chǎn)中只有加強(qiáng)科學(xué)設(shè)備管理，采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和手段，才能保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，為完成公司生產(chǎn)任務(wù)和整體目標(biāo)提供了條件。
參考文獻(xiàn)
[1]吳晉英,黃長(zhǎng)山,徐會(huì)武，等.中央空調(diào)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的拆卸清洗[J].清洗世界,2008,24(6):27-28.
[2]蔣白懿.簡(jiǎn)明建筑設(shè)備安裝手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：263-264.
[3]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004:40-41.