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摘要：板式换热器具有换热效率高、通道截面积小等特点，对于采用板式换热器的换热站，在冬季供暖系统运行中，如果不使用软化水，比较容易结垢。换热器结垢又会降低其自身的换热效率，这就需要进行清洗除垢。本文介绍了板式换热器通常采用的两种化学除垢方法——拆卸清洗和不拆卸清洗以及清洗后的中和、钝化处理等，以期能为换热站运行人员提供安全的除垢经验。
关键词：板式换热器；结垢；清洗
中图分类号：TG435+.5 文献标识码：A 文章编号：
板式換热器具有诸如换热效率高、占地面积小、使用寿命长、易除垢、可靠耐用等许多优点，但板式换热器易结垢，结垢后换热器内部通道截面变的更小甚至堵塞，导致换热能力大幅下降，达不到设计能力。所以，换热运行人员需要根据换热设备的运行温度、压力参数，决定对板式换热器进行清洗除垢。
一、板式换热器
板式换热器由换热片、夹紧螺栓、密封胶垫、整机框架、压紧板等零部件组成，是用不锈钢金属薄板压制成有一定形状波纹的换热板片后，加密封胶垫叠装而成。冷热介质经相邻换热板片流经各自通道，中间通过一层薄换热板片进行换热。
二、板式换热器清洗前
1．板式换热器结垢
板式换热器有水-水换热和汽-水换热两种换热方式。其中在汽-水换热中，热介质为不易结垢的水蒸汽，冷介质为90℃左右易结垢的水，垢样大致为水垢和污垢，以水垢为主。水垢是水中各类溶解盐受热分解，溶解度降低而结晶沉积在换热片上，通常是磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐和硫酸盐，结晶致密、坚硬，清除困难；污垢由细小颗粒泥砂、尘土、不溶性盐类泥状物等组成，垢体积大、质地稀软，易清除。
2．清洗方法
板式换热器垢样以水垢为主，其与换热片结合牢固，物理方法难除，故选化学酸清洗方法。从板式换热器老化程度、结垢情况和清洗效果出发，其化学清洗方法可分拆卸清洗和不拆卸清洗两种。拆卸清洗除垢彻底，效果好，但工序复杂、劳动量大，容易造成换热器零配件损坏、渗漏等问题；不拆卸清洗除垢不彻底，但工序简单、劳动量小，不易损坏换热器零配件。如果板式换热器结垢严重、换热效率低，甚至出现堵塞，则须采用拆卸清洗；如果板式换热器结垢轻或老化严重，可用不拆卸清洗。
3．清洗液选择
清洗剂通常是选择酸液，它分为有机酸和无机酸两种。其中，有机酸主要是草酸、甲酸等；而无机酸则有盐酸、硝酸等。但是，我们也要看到换热器的流通截面积相对来说比较小，内部结构也相对复杂一些，如果出现沉淀则不易排放。同时，如果换热器为镍钛合金，盐酸洗液容易腐蚀板片，缩短使用寿命。为此，最佳选择为甲酸。甲酸液中加适当表面活性剂和缓冲剂，既能够达到较好的清洗效果，也可降低清洗液的腐蚀。
4．清洗液配置
对于酸液温度而言，过高的酸液温度会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，把酸洗液温度最好是控制在60c0左右，这样有利于提高除垢的效果。同时对于酸洗液的浓度而言，最佳的浓度是按水17.0%a、甲酸81.0%、表面活性剂0.8%、缓冲剂1.2%的比例进行配制。
酸洗方法通常是采取动态循环和静态浸泡相结合的方式。进行酸洗时，一般先静态浸泡2h左右的时间，然后经过一定时间的动态循环清洗。但要保证在酸洗过程中，清洗操作人员要经常取样化验酸洗液的浓度，如果发现相邻两次化验的浓度差在0.2%以下时，则认定酸洗反应结束。
在酸洗的工序结束后，板式换热器表面的各类结垢物质大部分会溶解脱落，被水垢覆盖的金属裸露后容易遭到清洗液的腐蚀，所以酸洗后需对换热器板做钝化处理。
三、板式换热器拆卸清洗
1．拆卸
关闭板式换热器热介质进出口阀门，再关闭冷介质进出口阀门，排掉介质，用钢尺量出换热器换热片压缩净尺寸。对称、均匀地拆除换热器夹紧螺栓，将活动压紧板沿轨道推开，把换热片逐片拆下，编号后按顺序摆好。有的换热器有几种纹路换热片，必须记清每种纹路片数和组合顺序。
2．拆卸化学清洗
（1）化学清洗循环回路连接
用清洗槽、清洗泵、塑料管组成化学清洗循环系统，把拆下的换热片按顺序整齐摆放在清洗槽内，注水后检查系统正常与否。
（2）化学清洗工艺实施
向清洗槽内注水至换热片被淹没，加入清洗剂静态浸泡后开始循环清洗。循环过程中，按化学清洗工艺，每隔1小时检测一次清洗槽内清洗剂浓度，让其浓度始终在0.1-0.15mol/L的安全范围内，根据测量数据随时添加清洗剂。如果在清洗前期，反应剧烈，出现大量泡沫，可喷洒消泡剂消泡。如果浓度下降过快，可把清洗液浓度稍调高一些。当清洗剂浓度连续2h不变或变化极小，换热片表面水垢明显减少时，用塑料刷子轻刷即可刷掉结垢，则此为清洗终点。
3．冲洗
化学清洗后，将换热片逐片取出，用清洗剂清去换热片两面余垢，如需要可使用塑料刷协助。清洗中清洗机压力以490-588kPa为宜，水柱与换热片不要垂直，而是要存在一定夹角，避免对换热片的损坏，同时注意换热片顺序和换热片密封垫安全。
4．组装
除垢清洗完毕，按拆卸时换热片叠加顺序，从固定压紧板依次将换热片沿轨道叠加。全部安装后，将活动压紧板沿轨道压上，把压紧螺栓依次放在丝槽内，缓慢、均匀、对称压紧，直到换热片压缩净尺寸达到或略小于原来尺寸。
5．水压试验
板式换热器组装完后需按GB 16409-1996《板式换热器》标准两侧分别做单侧液压试验，缓慢升压，在达到规定压力后，保压10-30分钟，然后降到设计压力下保压，检查所有密封面，查看有无渗漏，保压不少于30分钟。
6．恢复
在进行液压试验确定安全后，可以拆除连接管，将各排污阀关闭，先打开冷介质进出口阀门，再打开热介质进出口阀门。
四、板式换热器不拆卸清洗
1．不拆卸化学清洗
（1）化学清洗循环回路连接
先关闭板式换热器热介质进出口阀门，再关闭冷介质进出口阀门，排掉介质。清洗液进水口分别用冷热介质进水排污口，清洗液出水口则为出水排污口，按热介质进口—热介质出口—冷介质进口—冷介质出口顺序，连同清洗槽、清洗泵、塑料管组成化学清洗循环系统。
（2）化学清洗工艺实施
在向清洗槽内注水检查循环系统正常后，加适当清洗剂开始循环清洗。在循环过程中，按化学清洗工艺，每隔1小时检测一次清洗槽内清洗液浓度，始终保持清洗液浓度在0.1-0.15mol/L安全范围内，根据测量数据随时添加清洗剂。不拆卸化学清洗需要时间可能会长一些，可采取过夜浸泡清洗和循环清洗相结合的方式。当清洗剂浓度连续2个小时不变或变化很小，可停止循环清洗。
（3）冲洗
化学清洗后，由于板式换热器内部流道截面积小，垢渣会粘附在换热片上，所以需用循环泵反复冲洗。将清洗槽内废液排掉，用循环泵加清水冲洗，排掉废水，反复冲洗，直至板式换热器内不再有垢渣排出。
2．中和、钝化处理
清洗后，把设备中的残留酸液中和处理，以防止对设备的腐蚀；同时，在金属表面上形成一层能抑制金属溶解的电子导体膜，在介质中，这层膜的溶解速度小，可以让金属阳极溶解速度保持在较小数值上。不拆卸化学清洗需用与板式换热器相连接的几段管，管道为钢铁材质，清洗后表面水垢和铁锈被清除，钢铁本质十分活泼，极易锈蚀，需作中和、钝化处理。
（1）中和处理
用碳酸钠、氢氧化钠等辅之中和助剂，按0.5%的投加量，对循环系统内残余酸性清洗剂作中和处理，直到pH为7为止。
（2）钝化处理
钝化处理需在中和处理后，循环系统中适当添加钝化预膜剂，让pH在8-9的范围内。钝化预膜剂按清洗剂循环水量算，1吨水加钝化预膜剂10kg。
3．恢复
钝化后拆除连接管，关闭排污阀，先打开冷介质进出口阀门，再打开热介质进出口阀门。
五、结论
板式换热器化学清洗的两种方法各有优缺点，可根据清洗要求和设备具体情况选用。实践证明，两种化学清洗工艺流程成熟、清洗彻底、周期短，经济、快捷、客户满意度高等优点，换热运行人员可大胆选用。
参考文献：
[1] 周本省.工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2004:40-41.
[2] 张敏,吴晋英,徐会武等.天然气压缩机的化学清洗[J].清洗世界,2008,24(12):12-13.
[3] 国家技术监督局发布.GB 16409—1996板式换热器[S].北京:中国标准出版社,1996.
关键词：板式换热器；结垢；清洗
中图分类号：TG435+.5 文献标识码：A 文章编号：
板式換热器具有诸如换热效率高、占地面积小、使用寿命长、易除垢、可靠耐用等许多优点，但板式换热器易结垢，结垢后换热器内部通道截面变的更小甚至堵塞，导致换热能力大幅下降，达不到设计能力。所以，换热运行人员需要根据换热设备的运行温度、压力参数，决定对板式换热器进行清洗除垢。
一、板式换热器
板式换热器由换热片、夹紧螺栓、密封胶垫、整机框架、压紧板等零部件组成，是用不锈钢金属薄板压制成有一定形状波纹的换热板片后，加密封胶垫叠装而成。冷热介质经相邻换热板片流经各自通道，中间通过一层薄换热板片进行换热。
二、板式换热器清洗前
1．板式换热器结垢
板式换热器有水-水换热和汽-水换热两种换热方式。其中在汽-水换热中，热介质为不易结垢的水蒸汽，冷介质为90℃左右易结垢的水，垢样大致为水垢和污垢，以水垢为主。水垢是水中各类溶解盐受热分解，溶解度降低而结晶沉积在换热片上，通常是磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐和硫酸盐，结晶致密、坚硬，清除困难；污垢由细小颗粒泥砂、尘土、不溶性盐类泥状物等组成，垢体积大、质地稀软，易清除。
2．清洗方法
板式换热器垢样以水垢为主，其与换热片结合牢固，物理方法难除，故选化学酸清洗方法。从板式换热器老化程度、结垢情况和清洗效果出发，其化学清洗方法可分拆卸清洗和不拆卸清洗两种。拆卸清洗除垢彻底，效果好，但工序复杂、劳动量大，容易造成换热器零配件损坏、渗漏等问题；不拆卸清洗除垢不彻底，但工序简单、劳动量小，不易损坏换热器零配件。如果板式换热器结垢严重、换热效率低，甚至出现堵塞，则须采用拆卸清洗；如果板式换热器结垢轻或老化严重，可用不拆卸清洗。
3．清洗液选择
清洗剂通常是选择酸液，它分为有机酸和无机酸两种。其中，有机酸主要是草酸、甲酸等；而无机酸则有盐酸、硝酸等。但是，我们也要看到换热器的流通截面积相对来说比较小，内部结构也相对复杂一些，如果出现沉淀则不易排放。同时，如果换热器为镍钛合金，盐酸洗液容易腐蚀板片，缩短使用寿命。为此，最佳选择为甲酸。甲酸液中加适当表面活性剂和缓冲剂，既能够达到较好的清洗效果，也可降低清洗液的腐蚀。
4．清洗液配置
对于酸液温度而言，过高的酸液温度会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，把酸洗液温度最好是控制在60c0左右，这样有利于提高除垢的效果。同时对于酸洗液的浓度而言，最佳的浓度是按水17.0%a、甲酸81.0%、表面活性剂0.8%、缓冲剂1.2%的比例进行配制。
酸洗方法通常是采取动态循环和静态浸泡相结合的方式。进行酸洗时，一般先静态浸泡2h左右的时间，然后经过一定时间的动态循环清洗。但要保证在酸洗过程中，清洗操作人员要经常取样化验酸洗液的浓度，如果发现相邻两次化验的浓度差在0.2%以下时，则认定酸洗反应结束。
在酸洗的工序结束后，板式换热器表面的各类结垢物质大部分会溶解脱落，被水垢覆盖的金属裸露后容易遭到清洗液的腐蚀，所以酸洗后需对换热器板做钝化处理。
三、板式换热器拆卸清洗
1．拆卸
关闭板式换热器热介质进出口阀门，再关闭冷介质进出口阀门，排掉介质，用钢尺量出换热器换热片压缩净尺寸。对称、均匀地拆除换热器夹紧螺栓，将活动压紧板沿轨道推开，把换热片逐片拆下，编号后按顺序摆好。有的换热器有几种纹路换热片，必须记清每种纹路片数和组合顺序。
2．拆卸化学清洗
（1）化学清洗循环回路连接
用清洗槽、清洗泵、塑料管组成化学清洗循环系统，把拆下的换热片按顺序整齐摆放在清洗槽内，注水后检查系统正常与否。
（2）化学清洗工艺实施
向清洗槽内注水至换热片被淹没，加入清洗剂静态浸泡后开始循环清洗。循环过程中，按化学清洗工艺，每隔1小时检测一次清洗槽内清洗剂浓度，让其浓度始终在0.1-0.15mol/L的安全范围内，根据测量数据随时添加清洗剂。如果在清洗前期，反应剧烈，出现大量泡沫，可喷洒消泡剂消泡。如果浓度下降过快，可把清洗液浓度稍调高一些。当清洗剂浓度连续2h不变或变化极小，换热片表面水垢明显减少时，用塑料刷子轻刷即可刷掉结垢，则此为清洗终点。
3．冲洗
化学清洗后，将换热片逐片取出，用清洗剂清去换热片两面余垢，如需要可使用塑料刷协助。清洗中清洗机压力以490-588kPa为宜，水柱与换热片不要垂直，而是要存在一定夹角，避免对换热片的损坏，同时注意换热片顺序和换热片密封垫安全。
4．组装
除垢清洗完毕，按拆卸时换热片叠加顺序，从固定压紧板依次将换热片沿轨道叠加。全部安装后，将活动压紧板沿轨道压上，把压紧螺栓依次放在丝槽内，缓慢、均匀、对称压紧，直到换热片压缩净尺寸达到或略小于原来尺寸。
5．水压试验
板式换热器组装完后需按GB 16409-1996《板式换热器》标准两侧分别做单侧液压试验，缓慢升压，在达到规定压力后，保压10-30分钟，然后降到设计压力下保压，检查所有密封面，查看有无渗漏，保压不少于30分钟。
6．恢复
在进行液压试验确定安全后，可以拆除连接管，将各排污阀关闭，先打开冷介质进出口阀门，再打开热介质进出口阀门。
四、板式换热器不拆卸清洗
1．不拆卸化学清洗
（1）化学清洗循环回路连接
先关闭板式换热器热介质进出口阀门，再关闭冷介质进出口阀门，排掉介质。清洗液进水口分别用冷热介质进水排污口，清洗液出水口则为出水排污口，按热介质进口—热介质出口—冷介质进口—冷介质出口顺序，连同清洗槽、清洗泵、塑料管组成化学清洗循环系统。
（2）化学清洗工艺实施
在向清洗槽内注水检查循环系统正常后，加适当清洗剂开始循环清洗。在循环过程中，按化学清洗工艺，每隔1小时检测一次清洗槽内清洗液浓度，始终保持清洗液浓度在0.1-0.15mol/L安全范围内，根据测量数据随时添加清洗剂。不拆卸化学清洗需要时间可能会长一些，可采取过夜浸泡清洗和循环清洗相结合的方式。当清洗剂浓度连续2个小时不变或变化很小，可停止循环清洗。
（3）冲洗
化学清洗后，由于板式换热器内部流道截面积小，垢渣会粘附在换热片上，所以需用循环泵反复冲洗。将清洗槽内废液排掉，用循环泵加清水冲洗，排掉废水，反复冲洗，直至板式换热器内不再有垢渣排出。
2．中和、钝化处理
清洗后，把设备中的残留酸液中和处理，以防止对设备的腐蚀；同时，在金属表面上形成一层能抑制金属溶解的电子导体膜，在介质中，这层膜的溶解速度小，可以让金属阳极溶解速度保持在较小数值上。不拆卸化学清洗需用与板式换热器相连接的几段管，管道为钢铁材质，清洗后表面水垢和铁锈被清除，钢铁本质十分活泼，极易锈蚀，需作中和、钝化处理。
（1）中和处理
用碳酸钠、氢氧化钠等辅之中和助剂，按0.5%的投加量，对循环系统内残余酸性清洗剂作中和处理，直到pH为7为止。
（2）钝化处理
钝化处理需在中和处理后，循环系统中适当添加钝化预膜剂，让pH在8-9的范围内。钝化预膜剂按清洗剂循环水量算，1吨水加钝化预膜剂10kg。
3．恢复
钝化后拆除连接管，关闭排污阀，先打开冷介质进出口阀门，再打开热介质进出口阀门。
五、结论
板式换热器化学清洗的两种方法各有优缺点，可根据清洗要求和设备具体情况选用。实践证明，两种化学清洗工艺流程成熟、清洗彻底、周期短，经济、快捷、客户满意度高等优点，换热运行人员可大胆选用。
参考文献：
[1] 周本省.工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2004:40-41.
[2] 张敏,吴晋英,徐会武等.天然气压缩机的化学清洗[J].清洗世界,2008,24(12):12-13.
[3] 国家技术监督局发布.GB 16409—1996板式换热器[S].北京:中国标准出版社,1996.