板式換熱器是一種結構緊湊、高效的換熱設備,它具有換熱效率高(其傳熱系數比管式換熱器高3～5倍)、占地面積小(為管式換熱器的1/3)、使用壽命長、投資小、易于除垢、可靠耐用等特點。
近年來被廣泛應用于冶金、石油、制藥、船舶、紡織、化工、醫藥、食品等行業,是實現加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌等用途的優良設備。但是,由于板式換熱器一般換熱溫度較高(特別是汽水交換),且其換熱效率高,所以極易結垢。同時板式換熱器內部流通孔徑小,結垢后使內部通道截面變小甚至堵塞,造成板式換熱器換熱效率降低,從而影響生產的正常進行和設備的安全。因此,板式換熱器應定期進行化學清洗,除掉污垢,以保證板式換熱器的高效換熱和生產的正常進行。
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、整機框架等零部件組成。冷熱介質通過相鄰換熱板片流經各自通道,中間通過一層薄換熱板片進行換熱,因此高效節能,換熱系數高,使用安全可靠,結構緊湊,體積小,占地少,組合靈活,調整維修方便。
板式換熱器清洗前的準備 板式換熱器的結垢分析 板式換熱器一般可分為:水-水交換和汽-水交換兩種方式。水-水交換方式冷熱介質均為水,且冷熱水溫差不大,大概在70～90℃之間,兩邊結垢情況基本相同;汽-水交換方式熱介質為水蒸汽,一般不易結垢,冷介質為水,溫度約90℃ ,易結垢。其垢樣大致可分為水垢和污垢,尤以水垢為主。水垢主要是水中溶解的各種鹽類受熱分解溶解度降低而結晶沉積在傳熱片上,通常為碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽,這類垢結晶致密,比較堅硬,難以清除;污垢一般是由顆粒細小的泥砂、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜物碎屑、腐蝕產物、油污、特別是菌藻的尸體及其粘性分泌物等組成,這種垢體積較大、質地疏松稀軟,較易清除。
板式換熱器除垢清洗方法和清洗工藝的選擇
板式換熱器的垢樣以水垢為主,比較堅硬,和傳熱片結合牢固,難以用物理方法清除,所以選擇用化學清洗中的酸清洗方法除垢。根據板式換熱器的結垢情況、老化程度和用戶的要求,板式換熱器的化學清洗可分為拆卸清洗和不拆卸清洗兩種方法。拆卸清洗除垢比較徹底,效果好,但勞動量大、工序復雜,且容易造成換熱器滲漏、零配件損壞等不良影響;不拆卸清洗除垢不夠徹底,但勞動量小、工序簡單,且不容易造成換熱器滲漏、零配件損壞等不良影響。
化學清洗時可采取循環清洗和浸泡清洗相結合的清洗工藝。循環清洗是用循環泵、清洗槽、塑料管、清洗對象組成封閉循環系統,將循環系統中加入適量清洗劑,用循環泵循環清洗;浸泡清洗是循環系統中清洗劑均勻達到一定濃度后,關閉循環泵浸泡。
為了保證清洗劑的濃度,在循環過程中,每隔1h要檢測一次清洗槽內清洗劑的濃度,使清洗劑的濃度始終保持在0.10～0.15mol/L安全有效的范圍內,必要時需添加清洗劑。遇中午或晚上可采取加清洗劑后浸泡清洗。
清洗劑的選擇 板式換熱器的傳熱片材料一般為奧氏體不銹鋼,型號大致有AISI304、304L、AISI316、316L、316Ti,不銹鋼材料需采用硝酸基清洗劑清洗。密封墊材料一般為丁晴橡膠(NBR)130-140、丁基橡膠(RCB)140、乙丙橡膠(EPDM)150,這些材料均能耐酸、堿、酮、醇類等溶液的腐蝕�；诖�,我們采用河南省科學院能源研究所研制的不銹鋼制品專用清洗劑(該清洗劑已通過河南省科學技術廳組織的技術鑒定),主要有硝酸、羥基乙酸、緩蝕劑、滲透劑、消泡劑等化學藥劑組成,該清洗劑對不銹鋼制品有除垢率高、腐蝕率小、除垢速度快等特點,最佳清洗濃度在0.10～0.15mol/L范圍內。該清洗劑的各項性能指標,經檢測均符合HG/T2387-2007《工業設備化學清洗質量標準》的規定。
板式換熱器的拆卸清洗
拆卸，先將板式換熱器熱介質的進出口閥門關閉,再將冷介質的進出口閥門關閉,排掉介質(一般為水或汽),用鋼尺量出換熱器傳熱片壓縮的凈尺寸(兩塊兒壓緊板內面間的距離)并記錄。均勻、對稱地拆除換熱器的夾緊螺栓,輕輕地將活動壓緊板沿軌道推開,逐片拆下傳熱片(注意不要把密封膠墊扯斷或扯掉),并按順序擺好。由于有的換熱器采用幾種紋路的傳熱片,所以一定要記清每種紋路的片數和組合順序。
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