換熱器(熱交換器)是工業生產領域中應用十分廣泛的熱量交換設備,包括石油、化工、工業制冷、水泥、制鹽、冶金、生物制藥、造紙等工業領域。
然而工業換熱器普遍存在換熱效率不足的問題。換熱器使用一段時間就會在管壁上結一層垢,據研究表示,0.1mm厚的污垢的熱阻可以讓1mm厚的換熱管的導熱熱阻忽略不計。如此低的傳熱效率,使得管式換熱器長期處于低效率的運行狀態,隨著換熱技術的發展,污垢已經成為強化換熱的主要障礙,需要定期對換熱器進行清洗。
目前換熱器清洗的方式主要分為物理清洗、人工清洗和化學清洗三種方法,下面來分析下各種清洗方法的優缺點。
1、物理清洗
主要包括膠球清洗、管刷清洗、超聲波清洗等。
(1)膠球清洗:即在冷卻水循環管路里投放表面粗糙的膠球,利用膠球與管壁間的摩擦實現清洗換熱管。目前膠球清洗方法是最常用最普遍的清洗方法,但此方法并不能有效清洗到所有管道,只能對部分水力特性較好的換熱管道進行清洗,同時對金屬碳酸鹽等硬垢去除效果不佳,隨著時間推移,污垢仍然會在管壁累積。此外,膠球清洗系統要求投放數量較多的膠球,但膠球回收率低,部分電廠需要人工投球收球,統計收球率,導致了運行成本及人工成本的升高。
(2)管刷清洗:在每根換熱管內都安裝一個毛刷,利用反沖向原理,改變冷凝管道內的水向,推動毛刷低速前進清洗。與膠球清洗一樣,其缺點也是硬垢去除效果不佳,且管刷清洗的成本更高。
(3)超聲波清洗:利用超聲波產生的強烈空化作用及振動將工件表面的污垢剝離脫落,同時還可將油脂性的污物分解、乳化。其缺點是需要選擇合適的超聲波功率和頻率大小以及清洗液的溫度,費用高昂,還需長期案例驗證。
2、人工清洗
主要是采用高壓水射流進行換熱器清洗。該方法對泥沙等軟垢有較好的去除效果,但對硬垢去除效果不佳,同時必須停機清洗,不僅會造成一定的停機損失,此外無法及時清除換熱器內的積垢。
3、化學清洗
即在冷卻水循環管路內投放鹽酸、緩蝕阻垢劑和殺菌滅藻劑以及粘泥剝離劑等化學藥劑清洗積垢。這種方法進行換熱器清洗效果較好,但存在兩點問題:首先,化學清洗頻繁使用后,會腐蝕換熱管,降低設備的使用壽命,存在安全隱患。其次,化學清洗方法運行成本高,污染環境。