換熱器結(jié)垢危害
換熱器結(jié)垢是涉及國民經(jīng)濟(jì)及眾多產(chǎn)業(yè)急需解決的問題,也是傳熱學(xué)界未真正解決的主要問題之一。備受各國科學(xué)界和工程技術(shù)界的關(guān)注。
美國和世界部分煉油廠，由于處理烴類物料而形成結(jié)垢(不包括水冷、空冷和鍋爐的結(jié)垢)所造成的經(jīng)濟(jì)損失作調(diào)查,得出美國煉油廠因結(jié)垢造成的經(jīng)濟(jì)損失每年總計(jì)達(dá)13億6千萬美元,全世界總計(jì)達(dá)44億美元。
據(jù)我國有關(guān)方面報(bào)道,對于換熱設(shè)備,每立方米的水垢要多消耗能源7%~9%,熱效率降低10%~20%。我國有各類工業(yè)鍋爐約42萬臺(tái),每年因水垢浪費(fèi)原煤約175萬噸。由于鍋爐水質(zhì)管理不當(dāng),結(jié)垢將導(dǎo)致局部膨脹變形和垢下腐蝕,直接影響化工生產(chǎn)的安全。
污垢的分類從結(jié)垢機(jī)制的角度,液側(cè)污垢可分為如下6類:
需要指出的是,通常的污垢形成過程可能是幾種污垢形成機(jī)理共同作用的結(jié)果。
換熱器清洗方法其中以化學(xué)清洗法和物理清洗最為常見。
清洗劑的選擇清洗劑主要指的是酸性清洗劑,常用無機(jī)酸和有機(jī)酸
選擇清洗劑時(shí)一般應(yīng)掌握以下原則：
1)在保證一定時(shí)間溶垢的前提下,選用低濃度、常溫、安全、經(jīng)濟(jì)的清洗劑。
2)試驗(yàn)用清洗劑要根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)、垢樣的狀況與組成等情況來確定,在此要著重指出的是不銹鋼材質(zhì)的設(shè)備清洗是不允許選用鹽酸的,因鹽酸酸洗中殘余的氯離子會(huì)引起不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕破裂。
3)一般情況下可選用2種清洗劑,每種清洗劑選用清洗中常用的高、低2種不同濃度,共4種配方用清洗試劑。
4)對一些復(fù)雜、特殊的垢樣選擇范圍要寬,可多選用一些試驗(yàn)用清洗劑,對某些復(fù)雜的有機(jī)垢樣要選用特殊有的針對性清洗劑。
根據(jù)清洗劑的選擇原則,并結(jié)合實(shí)際情況確定清洗劑。
一般情況下以溶垢的時(shí)間為尺度,溶垢時(shí)間越短,表明清洗劑對垢樣溶解性能越好,因而要選擇溶垢時(shí)間最短的清洗劑。
如溶垢時(shí)間相差不大,在考慮溶垢時(shí)間的同時(shí),主要從清洗劑選擇原則及操作難易等方面衡量,綜合分析后,再確定適宜的清洗劑。
在確定清洗劑配方后,最后一項(xiàng)試驗(yàn)工作就是緩蝕劑的選擇,它是確定清洗液配方的重要一步,一種較理想的清洗液不僅能清除垢物,更關(guān)鍵地是在除垢的同時(shí),還不能損傷和破壞被清洗設(shè)備,否則清洗本身就失去了意義。
緩蝕劑通常根據(jù)清洗劑種類、使用溫度、濃度等確定緩蝕劑的選擇范圍,然后依據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果,結(jié)合各種因素和實(shí)際情況來確定緩蝕劑的種類、使用濃度等。
經(jīng)過上述的幾步,就可科學(xué)地確定清洗液的配方,即確定清洗劑的種類、濃度和緩蝕劑的種類、濃度等。
板式換熱器反沖酸洗法一、反沖——酸洗法的系統(tǒng)構(gòu)成
對于板式換熱器來說,機(jī)械清洗主要是將換熱器解體，利用人工方法逐片去掉換熱面上的垢層，然后重新組裝。此方法只能在換熱器完全脫離換熱系統(tǒng)時(shí)采用，不但費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且重新組裝時(shí)，對換熱器的夾緊尺寸要求較高，不易掌握；同時(shí)換熱片間的封閉墊片易損壞，對設(shè)備的維護(hù)，保養(yǎng)不利。
該方法不但可以使換熱器在不脫離換熱系統(tǒng)時(shí)得到清洗，免去解體的麻煩，而且方法簡單，省時(shí)省力，周期短，見效快，大大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
圖中實(shí)線部分即是整個(gè)酸洗系統(tǒng)。它由一個(gè)酸洗槽(9) ，一個(gè)酸洗泵(10) 及其配套管路、閥門組成。反沖洗法,就是利用高壓水所產(chǎn)生的壓頭，對換熱面上的垢層進(jìn)行反向沖擊，使之脫離換熱器片，從而排出循環(huán)系統(tǒng)。
酸洗法就是利用酸液的浸泡、循環(huán)來清潔換熱面，排除污垢，提高換熱效果的方法。
二、反沖———酸洗法的操作步序
多年的實(shí)踐證明：板式換熱器的二次水流程，即冷進(jìn)、冷出流程一側(cè)較易結(jié)垢，且垢層較厚，因此我們以二次水流程的“反沖———酸洗法”為例。具體操作過程如下：
反沖洗時(shí)，首先關(guān)閉板式換熱器的冷進(jìn)閥門(3) 和冷出閥門(12) ，同時(shí)打開泄放管閥門(11) ，當(dāng)放凈板式換熱器(7) 中的所有二次水后，再開啟冷出閥門(12) ，使二次水在換熱器內(nèi)部形成局部逆向流動(dòng)，利用其產(chǎn)生的壓頭來沖擊附著在換熱面上的垢層使較松散的，附著力不強(qiáng)的垢層脫離換熱面，從而排出循環(huán)系統(tǒng)。
在進(jìn)行反沖洗時(shí)我們應(yīng)該注意
反沖的時(shí)間不宜過長，每次沖洗的遍數(shù)不宜過多。 一股以每次1 分鐘為宜，進(jìn)行3～5 遍，直至排出的水清澈，透明為止，因?yàn)闀r(shí)間過長，次數(shù)過多會(huì)導(dǎo)致反沖的效果不明顯，同時(shí)使系統(tǒng)中的熱量損失過多。
酸洗分為十個(gè)步驟
1、封閉過程；在保持一、二次循環(huán)回路暢通的情況下，關(guān)閉管路的所有閥門。
2、脫離過程：即整個(gè)換熱器的二次循環(huán)脫離熱交換系統(tǒng)。也就是關(guān)閉換熱器冷進(jìn)、冷出閥門(3) 和(12) 。
3、排空過程:打開泄放管閥門(11) 和二次酸洗入口門(13) ,排空換熱器中的蓄水后,關(guān)閉閥門(11) 。
4、打藥過程:啟動(dòng)酸洗泵(10) ,同時(shí)打開二次酸洗出口閥門(4) 和酸洗回水閥門(8) ;將酸洗槽(9) 中的酸液注入換熱器中,直至酸洗回水管中有藥液流出。
5、封閉過程:依次關(guān)閉二次酸洗入口閥門(13) 酸洗泵(10) 、二次酸洗出口閥門(4) 和酸洗回水閥門(8) ,封閉二次酸洗管路。
6、浸泡過程:根據(jù)所選用的藥液酸性來確定靜態(tài)浸泡時(shí)間,對換熱器的二次換熱面靜態(tài)浸泡。
7、循環(huán)過程:依次開啟二次酸洗出口閥門(4) 、酸洗回水閥門(8) ,酸洗泵(10) 及二次酸洗入口閥門(13) ,使整個(gè)二次酸洗系統(tǒng)動(dòng)態(tài)循環(huán)。
8、排放過程:在酸液循環(huán)一定時(shí)間后打開泄放管閥門(11) ,排凈殘液,關(guān)閉酸洗系統(tǒng)。
9、中和過程:在耐酸槽(9) 中加入配制好的堿液,通常為Na3 PO4 或Na2CO3 溶液,重復(fù)步驟3 至8。
10、恢復(fù)過程:重新緩慢打開換熱器冷出閥門(12) 和換熱器冷進(jìn)閥門(3) ,使二次循環(huán)正常運(yùn)行。
對一次循環(huán)的反沖洗和酸洗過程與二次循環(huán)的清洗過程相仿。
所用酸為硝酸或磷酸，其最高濃度4%/最高溫度60℃。