板式换热器结垢危害.docx
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板式换热器结垢危害
板式换热器结垢机理、危害及防范措施
近年来，板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资低、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在热网换热站中所起的作用，越来越受到供热企业的重视，并逐渐得到推广至2002年底，太原市热力公司一电工程，已建成热力站100座（其中15座为自建站），供热面积达到820万平方米，共选用92台可拆式换热器和85台焊接式换热器。
但是由于板式换热器流通截面积小，因结垢造成堵塞，致使换热器传热恶化，换热效率降低，影响着设备的安全和用户的正常用热。
因此及时清除板式换热器受热面上的水垢，将成为确保供热系统安全、高效、经济运行的重要课题。
1板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害
板式换热器的使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不严，将不符合水质标准的循环水注入换热器，水中的钙镁碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物。
这些沉淀物，一部分粘结在受热较大的换热器受热面上，形成坚硬的水垢;另一部分悬浮在循环水中沉积在流速较低的受热面上，形成二次水垢。
由于水垢的导热性能极差（其导热系数仅为钢材导热系数的1130-1150），因使板式换热器传热恶化，大大降低了传热效率，造成热能的严重浪费。
据资料显示，水垢每增厚1mm，热效率降低8%左右。
水垢的存在会堵塞板式换热器通道，使系统阻力增大，影响设备的安全和热力系统的正常运行，1999年，先后有4台换热器因内部阻力较大形成鼓包，形成大的安全隐患，给供热单位的声誉和供热事业的发展造成负面影响，因此必须给予高度重视。
2板式换热器的清洗方法
目前，太原市热力公司采用的进口板式换热器为焊接式整体型，无法拆装;采用的国产板式换热器虽可拆装，但要将受热面上的水垢及杂物清理，拆装的劳动强度较大。
投人的人力较多、除垢还不彻底;对金属板片、密封胶条都有损耗，加上紧固螺栓难度较大，极易造成板片变形或损坏，板式换热器密封胶条所用的502胶价格较高，增加资金投人。
从1998年开始，我们经过对板式换热器结垢的主要原因分析，逐渐摸索出板式换热器的化学酸洗除垢法，其优点是简便、经济、迅速、有效.
2.1清洗除垢的基本原理
（1）溶解作用:
酸溶液容易与钙镁碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。
（2）剥离作用:
酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合，从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。
（3）气掀作用:
酸溶液与钙镁碳酸盐水垢发生反应后产生大量的二氧化碳。
二氧化碳气体在溢出过程中，对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从换热器受热表面脱落下来。
（4）疏松作用:
对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙镁碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。
2.2清洗剂的选择
目前，国内普遍采用的酸洗剂包括有机酸和无机酸两大类。
有机酸主要有:
甲酸、草酸、柠檬酸等。
无机酸主要有:
盐酸、硝酸、氢氟酸等。
根据换热器结构和工艺、板片材质及水垢成分的分析认为:
（1）换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放;
（2）换热器材质为镍钦合金，使用盐酸作为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命;（3）水垢的主要成分为钙镁碳酸盐和铁的氧化物。
通过反复试验发现，选择甲酸这种有机酸作为清洗剂效果最佳。
甲酸与水垢反应后生成易于排放的络合物溶液，若在甲酸清洗液中再加人缓冲剂和表面活性剂，可有较好的清洗效果，并可最大限度减少清洗液对板片的腐蚀。
经过对水垢样本的化学试验表明，甲酸能够有效清除水垢;通过酸液浸泡试验（浸泡时间为120分钟左右），发现甲酸对换热器板片腐蚀较小。
2.3清洗的工艺要求
其工艺要求为:
（1）酸洗温度:
提高酸洗温度有利于提高除垢效果，但温度过高会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，通过反复试验发现，酸洗温度控制在60℃为宜。
（2）酸洗液浓度:
根据反复试验，酸洗液按甲酸81%，水17%，缓冲剂1.2%，表面活性剂0.8%的浓度配制，清洗效果较佳。
（3）酸洗方式及时间:
酸洗方式以静态浸泡和动态循环相结合的方式进行。
酸洗时间为先静态浸泡2小时，然后动态循环3一4小时。
在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于0.2%时，即可认为酸洗反应结束。
由于酸洗结束后，板式换热器表面的水垢和金属氧化物绝大部分溶解脱落，暴露出崭新的金属，极易腐蚀，因此在酸洗后，对换热器板片进行钝化处理。
2.4清洗的具体步骤
（1）利用一定压力的水对换热器进行连续的开式冲洗，尽可能将换热器内的泥垢等杂质冲洗干净，既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。
（2）将清洗液（按工艺要求配制好的酸溶液）倒人清洗设备，然后再注人换热器中。
（3）将注满酸溶液的换热器静态浸泡2小时，然后连续动态循环3一4小时，其间每隔半个小时，进行正反交替清洗。
（4）酸洗结束后，若酸溶液PH值大于2，清洗液可以重复使用;否则，应将清洗液稀释中和后排放。
（5）把NaOH,Na3P04、软化水按一定比例配制好，利用动态循环的方式对换热器进行碱洗，以中和残留的酸液，使换热器板片不再继续腐蚀。
（6）用微碱性溶液对换热器内残留的酸性清洗液充分中和后，然后用清洁的软化水反复清洗半个小时，将换热器内的残渣彻底冲洗干净。
（7）清洗过程应做好记录，以便比较清洗前后的效果。
清洗后要对板式换热器一次侧和二次侧按规范进行打压试验，合格后换热器才能并网。
3防止板式换热器结垢的主要措施
（1）在日常运行中应严把水质关。
运行人员必须对系统的循环水进行严格的水质化验，水质合格后才能注人热力系统。
中心化验室应加强监督，不定期抽查，以保证人网水质合格。
（2）换热器投运前，应与系统分离，待冷循环一段时间后，将除污器和滤网中的杂质彻底清除干净，再并网运行，并且要对除污器进行不定期的清理排污。
（3）由于一、二次网的循环水都未经过除氧处理，换热器表面的氧腐蚀不可避免，特别是在停运期间，氧腐蚀极为严重，会形成铁氧化物。
这些铁氧化物与换热器表面的水垢结合后会形成巧克力色的水垢片，严重堵塞换热器的流通截面，影响换热效果，因此应在各热力站加装除氧设备。
作为专业的板式换热器的生产和销售公司，下面为您介绍一下防止板式换热器结垢的方法：
1.运行中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验，合格后才能注人管网中。
2.新的系统投运时，应将换热器与供热系统分开，进行一段时间的循环后，再将换热器并人系统中，以避免管网中杂质进人换热器。
3.在供热系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。
摘要:
对板式换热器结垢的原因及其危害进行了分析，着重阐述了集中供热生产运行中，板式换热器结垢后的处理方式，并提出了相应的解决措施。
关键词:
板式换热器;结垢;清洗
近年来，板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资少、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在供热工作中所起的作用，越来越受到供热企业的高度重视，并逐步推广使用，以取代原有的管壳式换热器。
但由于板式换热器流通截面较小，结垢后容易产生堵塞，使板式换热器的换热效率降低，影响了设备的安全和用户的正常用热。
因此，解决板式换热器的清洗，防止水垢的形成，将成为确保安全生产和经济运行的重要课题。
1.板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害
板式换热器在使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不达标，将不合格的软化水注人供热系统中，使水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物钻结在换热器的受热面上，形成了坚硬的水垢。
由于水垢的导热性能差，造成了换热器换热效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。
2板式换热器结垢的清洗方式
2.1清洗剂的选择
清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。
有机酸主要有:
草酸、甲酸等。
无机酸主要有:
盐酸、硝酸等。
根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出:
.
1） 换热器 流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。
2） 换热器材质为镍钦合金，使用盐酸为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。
通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳。
在甲酸清洗液中加人缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。
通过对水垢样本的化学试验研究表明，甲酸能够有效地清除水垢。
通过酸液浸泡试验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。
2.2 清除水垢的基本原理
1） 溶解作用:
酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。
2） 剥离作用:
酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合，从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。
3） 气掀作用:
酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后，产生大量的二氧化碳。
二氧化碳气体在溢出过程中，对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从换热器受热表面脱落下来。
4） 疏松作用:
对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。
2.3 清洗水垢的工艺要求
1） 酸洗温度:
提升酸洗温度有利于提高除垢效果，如果温度过高就会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，通过反复试验发现，酸洗温度控制在60cC为宜。
2） 酸洗液浓度:
根据反复试验得出，酸洗液应按甲酸81.0%、水17.0%a、缓冲剂1.2%、表面活性剂0.8%的浓度配制，清洗效果极佳。
3） 酸洗方法及时间:
酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。
酸洗时间为先静态浸泡2h，然后动态循环3-4 h。
在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于0.2%时，即可认为酸洗反应结束。
4） 钝化处理:
酸洗结束后，板式换热器表面的水垢和金属氧化物绝大部分被溶解脱落，暴露出崭新的金属，极易腐蚀，因此在酸洗后，对换热器板片进行钝化处理。
2,4 清洗水垢的具体步骤
1） 冲冼:
酸洗前，先对换热器进行开式冲洗，使换热器内部没有泥、垢等杂质，这样既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。
2） 将清洗液倒人清洗设备，然后再注人换热器中。
3） 酸洗:
将注满酸溶液的换热器静态浸泡2h，然后连续动态循环3-4 h，其间每隔0.5 h进行正反交替清洗。
酸洗结束后，若酸液pH值大于2,酸液可重复使用，否则，应将酸洗液稀释中和后排掉。
4） 碱洗:
酸洗结束后，用NaOH,N a3P04，软化水按一定的比例配制好，利用动态循环的方式对化水按一定的比例配制好，利用动态循环的方式对换热器进行碱洗，达到酸碱中和，使换热器板片不再腐蚀。
5） 水洗:
碱洗结束后，用清洁的软化水，反复对换热器进行冲洗0.5 h，将换热器内的残渣彻底冲洗干净。
6） 记录:
清洗过程中，应严格记录各步骤的时间，以检查清洗效果。
总之，清洗结束后，要对换热器进行打压试验，合格后方可使用。
3 防止板式换热器结垢的措施
1） 运行中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验，合格后才能注人管网中。
2） 新的系统投运时，应将换热器与供热系统分开，进行一段时间的循环后，再将换热器并人系统中，以避免管网中杂质进人换热器。
3） 在供热系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。
综上所述，严格按照板式换热器的清洗方式进行清洗，是集中供热生产正常运行的重要保证。
（太原市热力公司，山西太原030001）换热器进行碱洗，达到酸碱中和，使换热器板片不再腐蚀。
5） 水洗:
碱洗结束后，用清洁的软化水，反复对换热器进行冲洗0.5 h，将换热器内的残渣彻底冲洗干净。
6） 记录:
清洗过程中，应严格记录各步骤的时间，以检查清洗效果。
总之，清洗结束后，要对换热器进行打压试验，合格后方可使用。
3 防止板式换热器结垢的措施
1） 运行中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验，合格后才能注人管网中。
2） 新的系统投运时，应将换热器与供热系统分开，进行一段时间的循环后，再将换热器并人系统中，以避免管网中杂质进人换热器。
3） 在供热系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。
综上所述，严格按照板式换热器的清洗方式进行清洗，是集中供热生产正常运行的重要保证。
摘要:
对板式换热器结垢的原因及其危害进行了分析，着重阐述了集中供热生产运行中，板式换热器结垢后的处理方式，并提出了相应的解决措施。
关键词:
板式换热器;结垢;清洗
中图分类号:
TK227.2文献标识码:
A
近年来，板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资少、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在供热工作中所起的作用，越来越受到供热企业的高度重视，并逐步推广使用，以取代原有的管壳式换热器。
但由于板式换热器流通截面较小，结垢后容易产生堵塞，使板式换热器的换热效率降低，影响了设备的安全和用户的正常用热。
因此，解决板式换热器的清洗，防止水垢的形成，将成为确保安全生产和经济运行的重要课题。
1.板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害
板式换热器在使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不达标，将不合格的软化水注人供热系统中，使水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物钻结在换热器的受热面上，形成了坚硬的水垢。
由于水垢的导热性能差，造成了换热器换热效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。
2板式换热器结垢的清洗方式
2.1清洗剂的选择
清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。
有机酸主要有:
草酸、甲酸等。
无机酸主要有:
盐酸、硝酸等。
根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出:
.
1）换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。
2）换热器材质为镍钦合金，使用盐酸为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。
通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳。
在甲酸清洗液中加人缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。
通过对水垢样本的化学试验研究表明，甲酸能够有效地清除水垢。
通过酸液浸泡试验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。
2.2清除水垢的基本原理
1）溶解作用:
酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。
2）剥离作用:
酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合，从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。
3）气掀作用:
酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后，产生大量的二氧化碳。
二氧化碳气体在溢出过程中，对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从换热器受热表面脱落下来。
4）疏松作用:
对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。
2.3清洗水垢的工艺要求
1）酸洗温度:
提升酸洗温度有利于提高除垢效果，如果温度过高就会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，通过反复试验发现，酸洗温度控制在60cC为宜。
2）酸洗液浓度:
根据反复试验得出，酸洗液应按甲酸81.0%、水17.0%a、缓冲剂1.2%、表面活性剂0.8%的浓度配制，清洗效果极佳。
3）酸洗方法及时间:
酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。
酸洗时间为先静态浸泡2h，然后动态循环3-4h。
在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于0.2%时，即可认为酸洗反应结束。
4）钝化处理:
酸洗结束后，板式换热器表面的水垢和金属氧化物绝大部分被溶解脱落，暴露出崭新的金属，极易腐蚀，因此在酸洗后，对换热器板片进行钝化处理。
2,4清洗水垢的具体步骤
1）冲冼:
酸洗前，先对换热器进行开式冲洗，使换热器内部没有泥、垢等杂质，这样既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。
2）将清洗液倒人清洗设备，然后再注人换热器中。
3）酸洗:
将注满酸溶液的换热器静态浸泡2h，然后连续动态循环3-4h，其间每隔0.5h进行正反交替清洗。
酸洗结束后，若酸液pH值大于2,酸液可重复使用，否则，应将酸洗液稀释中和后排掉。
4）碱洗:
酸洗结束后，用NaOH,Na3P04，软化水按一定的比例配制好，利用动态循环的方式对化水按一定的比例配制好，利用动态循环的方式对换热器进行碱洗，达到酸碱中和，使换热器板片不再腐蚀。
5）水洗:
碱洗结束后，用清洁的软化水，反复对换热器进行冲洗0.5h，将换热器内的残渣彻底冲洗干净。
6）记录:
清洗过程中，应严格记录各步骤的时间，以检查清洗效果。
总之，清洗结束后，要对换热器进行打压试验，合格后方可使用。
3防止板式换热器结垢的措施
1）运行中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验，合格后才能注人管网中。
2）新的系统投运时，应将换热器与供热系统分开，进行一段时间的循环后，再将换热器并人系统中，以避免管网中杂质进人换热器。
3）在供热系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。
综上所述，严格按照板式换热器的清洗方式进行清洗，是集中供热生产正常运行的重要保证。
（太原市热力公司，山西太原030001）换热器进行碱洗，达到酸碱中和，使换热器板片不再腐蚀。
5）水洗:
碱洗结束后，用清洁的软化水，反复对换热器进行冲洗0.5h，将换热器内的残渣彻底冲洗干净。
6）记录:
清洗过程中，应严格记录各步骤的时间，以检查清洗效果。
换热器是合理利用与节约能源、开发新能源的关键设备。
随着新技术、新工艺、新材料的应用，板式换热器以占地面积小、投资少、换热效率高等特点，逐步取代原的管壳式换热器。
但由于板式换热器流通截面积小，结垢后容易产生阻塞，是板式换热器的换热效率降低的主要原因。
一、以离子或分子状态溶解于水中的杂质
ａ．钙盐类：
在水中的主要构成有ca（hco3）、cacl2、caso4、casio3等。
钙盐是造成换热器结垢的主要成分。
ｂ．镁盐：
在水中的主要构成有mg（hco3）、mgcl2、mgso4等。
镁溶解在水中后，在受热分解后生成mg（OH）沉淀等构成泥渣或水垢。
ｃ．钠盐：
主要构成有Nacl、Na2SO4、NaH－CO3等。
Nacl不生成水垢，但水中有游离氧存在，会加速金属壁的腐蚀;Na2SO4的含量过高会结盐，影响安全运行；水中的NaHCO3在温度和压力的作用下会分解出NaCO3、Naoh、CO2，使金属晶粒受损。
二、以胶体状态存在的杂质
ａ．铁化合物：
主要成分是Fe2O3它会生成铁垢。
ｂ．微生物：
由于循环水的水温、溶解氧等对微生物提供了有利于繁殖的条件，微生物将大量繁殖。
循环水的温度较高时，在水中投加磷酸盐等药剂，正好是微生物的养料，微生物的繁殖不但阻塞板片通道，有时还会堵塞管路，还会使金属腐蚀。
ｃ．污泥：
冷却循环水中的污泥，来源于空气中的尘土及补充水中的悬浮物，逐渐沉积在流速较低的换热器中。
ｄ．粘垢：
主要是微生物的分泌物与水中泥沙、腐蚀产物、菌藻残骸粘结而成，常常附着在换热器壁面上。
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