大型板式换热器在长期运行过程中,介质中的杂质、污垢、水垢等会在板片表面沉积清洗是保障其换热效率、延长使用寿命的关键维护环节,尤其针对工业领域(如化工、电力、制药等)中因结垢、生物粘泥或腐蚀产物导致的性能下降问题,大型板式换热器由于其体积大、结构复杂和处理量大等特点,在实际清洗过程中需要更为严谨和专业的方法,一般采用采用化学清洗法和机械法。
1、评估和准备工作
换热器清洗前一定要评估污垢结垢的类型,碳酸盐垢呈现白色或灰白色,质地脆硬,进行化学清洗的时候宜选用如盐酸、柠檬酸等酸性清洗剂;硫酸盐和硅酸盐垢由于致密坚硬,难溶于酸,清洗剂宜选用碱性清洗剂)或螯合剂(EDTA);生物粘泥呈现黑色或褐色,粘稠有异味,清洗时宜选用次氯酸钠、过氧化氢氧化性杀菌剂;油污/有机物等油脂附着,容易降低换热器降低表面能,清洗时宜选用碱性清洗剂+表面活性剂。
换热器设备清洗前首先要对设备进行隔离与排空,关闭进出口阀门,排空介质,泄压至0 MPa,将换热器冷却至适合清洗作业的温度。根据实际情况可能需要部分或全部拆卸换热器,拆卸板片并编号,记录结垢分布,对于不易拆卸或设计为在线清洗的大型换热器,则无需拆卸。
2、 化学清洗
化学清洗适用于均匀结垢、无法拆卸的换热器板片,或难以通过机械方法去除的污垢,其优点是清洗效率高,能深入到板片的微小缝隙中,去除污垢彻底,操作相对简单,不需要拆卸板片。缺点是化学药剂可能对板片材料产生腐蚀作用,需要严格控制清洗剂的浓度、温度和清洗时间;清洗后的废水需要进行处理,否则会对环境造成污染。
清洗时根据污垢的成分和性质选择合适的清洗剂,按照清洗剂的使用说明,将清洗剂与水按一定比例配制成合适浓度的清洗液,连接清洗泵、储液槽、过滤器形成闭合回路;将清洗液注入换热器中,使清洗液在板片间循环流动,控制好流速,根据污垢的严重程度确定清洗时间,一般为数小时。在清洗过程中,可适当加热清洗液,提高清洗效果。清洗结束后,用清水对换热器进行反复冲洗,直至排出水的pH值接近中性,确保清洗剂无残留。
清洗后板片组要充分干燥,避免残留水分导致重新投入使用时出现锈蚀。检查所有部件无误后,重新安装板片组和密封垫片,按要求上紧压紧螺栓。
3、 机械清洗
机械清洗适用于硬质结垢、局部堵塞或化学清洗无效的换热器板片,常用方法有尼龙刷/塑料刮刀、高压水射流和超声波清洗方法。
利用尼龙刷/塑料刮刀等简单的机械力可以手动清除沟槽内残留垢层和板片表面的污垢,这种方法清洗效果直观,对于顽固污垢去除效果好;不需要使用化学药剂,对环境友好。但操作过程较为繁琐,需要拆卸板片,增加了工作量;如果操作不当,容易损伤板片表面,影响换热器的密封性和换热效率。
高压水射流清洗法是利用高压水泵将水加压至一定压力,通过喷嘴形成高速射流,冲击板片表面的污垢,使其剥离、脱落。适用于一些结构复杂、难以拆卸的换热器,好处是清洗速度快,效率高,对板片的损伤较小,清洗过程中不产生化学污染。缺点是运行成本较高,对于一些附着较紧的污垢,可能需要较高的水压才能清洗干净,增加了操作难度和安全风险。
超声波清洗法是利用超声波在液体中传播时产生的空化效应、机械效应和热效应,使污垢从板片表面剥离。适用于清洗形状复杂、有微小缝隙的板片,对于去除微小的颗粒污垢和油污效果较好。优点是清洗精度高,能深入到板片的微小缝隙中,去除污垢彻底,对板片的损伤极小,操作相对简单。缺点是设备成本较高;对于一些较厚的污垢层,清洗效果可能不太理想;清洗过程中可能会产生噪声。
在进行大型工业板式换热器清洗时,需要根据具体情况选择合适的清洗方法,做好评估、清洗、验收几个重要环节,可以考虑化学+机械或生物+化学的组合清洗方案,平衡效率与安全性既能高效清洗,同时减少能源浪费与设备损耗。