详解板式换热器结垢的原因分析、清洗及保护方法

换热器是合理利用与节约能源、开发新能源的关键设备。随着新技术、新工艺、新材料的应用，板式换热器以占地面积小、投资少、换热效率高等特点，逐步取代原的管壳式换热器。但由于板式换热器流通截面积小，结垢后容易产生阻塞，是可拆式板式换热器的换热效率降低的主要原因。

１ 结垢的原因

１．１ 以离子或分子状态溶解于水中的杂质

ａ．钙盐类：在水中的主要构成有 Ｃａ（ ＨＣＯ３）２、ＣａＣｌ２、ＣａＳＯ４、ＣａＳｉＯ３ 等。钙盐是造成换热器结垢的主要成分。

ｂ．镁盐：在水中的主要构成有 Ｍｇ （ ＨＣＯ３）２、ＭｇＣｌ２、ＭｇＳＯ４ 等。镁溶解在水中后， 在受热分解后生成 Ｍｇ （ ＯＨ） ２沉淀， 构成泥渣或水垢。

ｃ．钠盐：主要构成有 ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＨ－ＣＯ３ 等。ＮａＣｌ 不生成水垢， 但水中有游离氧存在， 会加速金属壁的腐蚀； Ｎａ２ＳＯ４ 的含量过高会结盐， 影响安全运行； 水中的 ＮａＨＣＯ３ 在温度和压力的作用下会分解出 ＮａＣＯ３、ＮａＯＨ、ＣＯ２， 使金属晶粒受损。

１．２ 以胶体状态存在的杂质

ａ．铁化合物： 主要成分是 Ｆｅ２Ｏ３， 它会生成铁垢。

ｂ．微生物：由于循环水的水温、溶解氧等对微生物提供了有利于繁殖的条件， 微生物将大量繁殖。循环水的温度较高时， 在水中投加磷酸盐等药剂， 正好是微生物的养料， 微生物的繁殖不但阻塞板片通道， 有时还会堵塞管路，还会使金属腐蚀。

ｃ．污泥：冷却循环水中的污泥， 来源于空气中的尘土及补充水中的悬浮物， 逐渐沉积在流速较低的换热器中。

ｄ．粘垢：主要是微生物的分泌物与水中泥沙、腐蚀产物、菌藻残骸粘结而成， 常常附着在换热器壁面上。

２ 板式换热器结垢的清洗方式

２．１ 清洗剂的选择

清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸主要有： 草酸、甲酸等。无机酸主要有： 盐酸、硝酸等。

换热器材质为镍钛合金， 使用盐酸为清洗液．容易对板片产生强腐蚀， 缩短换热器的使用寿命。多采用的是硝酸。硝酸清洗所用的缓蚀剂可为 ０．２％～０．３％的乌洛托平， 加入 ０．１５％～０．２％的苯胺和 ０．０５％～０．１％的硫氟酸铵。经硝酸清洗并冲洗干净后的设备在空气中可自行钝化。

２．２ 清除水垢的基本原理

２．２．１ 溶解作用： 酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应， 生成易溶化合物， 使水垢溶解。

２．２．２ 剥离作用： 酸溶液能溶解金属表面的氧化物， 破坏与水垢的结合。使附着在金属氧化物表面的水垢剥离。并脱落下来。

２．２．３ 气掀作用： 酸溶液与碳酸盐水垢发生反应后， 产生大量的 ＣＯ２， ＣＯ２ 气体在溢出过程中， 对于难溶或溶解较慢的水垢层， 具有一定的掀动力， 使水垢从换热器表面脱落下来。

２．２．４ 疏松作用： 由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解， 残留的水垢会变得疏松， 很容易被流动的酸溶液冲刷下来。

２．３ 清洗水垢的工艺要求

２．３．１ 酸洗温度： 提升酸洗温度有利于提高除垢效果。如果温度过高就会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀， 通过反复试验发现， 酸洗温度控制在 ６０℃为宜。

２．３．２ 酸洗液浓度： 根据反复试验得出，酸洗液应按甲酸 ８１．０％、水 １７．０％、缓冲剂１．２％、表面活性剂 ０．８％的浓度配制， 清洗效果极佳。

２．３．３ 酸洗方法及时间： 酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。酸洗时间为先静态浸泡 ２ｈ， 然后动态循环 ３￣４ｈ。在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度， 当相邻两次化验浓度差值低于 ０．２％时， 即可认为酸洗反应结束。

２．３．４ 钝化处理： 酸洗结束后， 板式换热器表面的水垢和金属氧化物绝大部分被溶解脱落， 暴露出崭新的金属， 极易腐蚀， 因此在酸洗后， 对换热器板片进行钝化处理。

２．４ 清洗水垢的具体步骤

２．４．１ 冲冼： 酸洗前， 先对换热器进行开式冲洗， 这样既能提高酸洗的效果， 也可降低酸洗的耗酸量。

２．４．２ 将清洗液倒人清洗设备， 然后再注入换热器中。

２．４．３ 酸洗： 将注满酸溶液的换热器静态浸泡 ２ｈ。然后连续动态循环 ３～４ｈ。其间每隔０．５ｈ 进行正反交替清洗。酸洗结束后， 应将酸洗液稀释中和后排掉。

２．４．４ 碱洗 ：酸洗结束后，用 ＮａＯＨ，Ｎａ３ＰＯ４， 软化水按一定的比例配制好， 利用动态循环的方式对换热器进行碱洗， 达到酸碱中和， 使换热器板片不再腐蚀。

２．４．５ 水洗： 碱洗结束后，用清洁的软化水．反复对换热器进行冲洗 ０．５ｈ， 将换热器内的残渣彻底冲洗干净。

３ 防止板式换热器结垢的措施

３．１ 运行中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验，合格后才能注人管网。

３．２ 新的系统投运时，应将换热器与供热系统分开， 进行一段时间的循环后， 再将换热器并人系统中， 以避免管网中杂质进入换热器。