板式換熱器在供熱系統(tǒng)使用中的結垢處理

代中華

（中國石化集團中原石油勘探局有限公司供熱管理處，河南濮陽 457001）

1 概述

板式換熱器因體積小、換熱效率高、維修方便等特點，在供熱企業(yè)得到了廣泛的應用。但在板式換熱器使用過程中，由于水處理設備水質處理效果差，水質處理不合格，將達不到水質標準的水注入板式換熱器中，水中的鈣鎂碳酸鹽遇熱分解，成為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物，這些沉淀物粘結在換熱器板片上，形成堅硬的水垢，從而降低了板式換熱器的傳熱效果。我國地熱資源豐富，地熱能是一種可再生資源。在地熱井水中使用的板式換熱器，由于地熱井水鹽性大，進入水處理設備后，水處理設備的處理能力不足，會比在自來水中結垢情況更嚴重。因此，清除地熱井水中換熱器板片的結垢，用好地熱能這個可再生資源，使供熱系統(tǒng)安全、高效、經濟的運行，成為眾多企業(yè)的研究課題。

2 問題分析

板式換熱器在自來水供熱中使用容易結垢，但當地熱井水流經巖層后，溶解了多種可溶礦物質，地熱井水中產生了各種鹽，當其通過供熱系統(tǒng)時，附著在板式換熱器的內表面上，更容易結垢。解決了在地熱井水供熱中使用的板式換熱器的結垢問題，在自來水供熱中使用的板式換熱器結垢問題就容易解決了。

換熱器板片上的結垢，使流體阻力增大，供熱效率降低，還會形成水垢下的板片腐蝕，這些都直接影響供熱系統(tǒng)的正常運行。地熱井水使換熱器板片結垢，是目前供熱方面棘手的問題。雖然采取改進措施后取得了一些成績，但目前的方式方法，從技術上不具備克服這個難題的能力?，F在地熱能已經得到了廣泛應用，用一些行之有效的方法，解決板式換熱器的結垢與腐蝕問題，對提高地熱系統(tǒng)設備使用壽命，降低運行成本，有著重大的理論和實際意義。在地熱井的熱能利用中，多數使用的是不銹鋼板式換熱器，存在著結垢與腐蝕的問題，解決了板式換熱器的結垢問題，便于解決結垢處的腐蝕問題。如果能及時解決板式換熱器的結垢問題，運行好供熱系統(tǒng)，形成一套完整的運行程序，將節(jié)省大量的熱能。

3 解決措施

拆卸下換熱器板片，檢查其結垢情況。根據多年在供熱維護中積累的經驗判斷，如果覆蓋在換熱器板片下的結垢多數是黃色的厚層，帶有少數褐色的結垢，則認定為結垢嚴重，靠物理方法清洗除垢不容易清洗干凈，就用化學方法清洗除結垢。如果結垢呈現不均勻的淡黃色或褐色薄層，則考慮用物理方法清洗除垢。

3.1 物理方法清洗除垢

根據板式換熱器的結垢情況，選用合適壓力的高壓水槍，用水槍順著換熱器板片的波紋傾角進行反復沖刷，確保沖刷掉頑固的水垢。使用高壓水槍時，要做好安全工作，穿好工作服，嚴格遵守高壓水槍的安全操作規(guī)范。如果高壓水槍沖刷過的板片還有少量殘余結垢，就用軟毛刷進行清除，邊刷邊用水槍清洗，將剩余的水垢刷洗干凈（圖1）。

圖1 物理方法清洗除垢

3.2 化學方法清洗除垢

拆卸換熱器板片，檢查結垢情況。如果換熱器板片結垢情況嚴重，就用化學方法清洗除垢。用化學方法清洗除去結垢，清洗液的選用很關鍵?；瘜W方法清洗除垢適用于各類鋼材。對于不銹鋼換熱器板片，通過對各種酸洗工藝的摸索、結合工作實踐經驗獲知，使用草酸溶液清洗板式換熱器除垢效果最好，不僅能保護板式換熱器內部的膠條和板片，而且還能降低勞動強度。因為草酸和換熱器板片結垢發(fā)生化學反應，使結垢轉化為可溶性物質，從而達到除去換熱器板片結垢的目的。如果換熱器板片上產生了大量結垢，嚴格按照安裝、拆卸使用說明書的步驟進行拆卸。將拆卸下的換熱器板片放入50 ℃左右的水槽中，加入5%的草酸溶液進行浸泡，浸泡8～10 h 后，去掉草酸溶液。再用4%的磷酸三鈉溶液浸泡3 h 左右，取出換熱器板片后，用高壓水槍吹掃，結垢就會干干凈凈地下來。換熱器板片晾干后便可重新安裝使用（圖2）。

4 解決效果

圖2 化學方法清洗除垢

目前供熱企業(yè)普遍用人字形波紋板式換熱片。供熱系統(tǒng)使用的換熱器板片，波紋傾角和表面無雜物時能體現板式換熱器的最好性能。通過選用物理和化學兩種清洗除垢方法對板式換熱器除垢，能達到板式換熱器的最佳性能。板式換熱器清洗除垢后，按照板式換熱器GB 16409—1996 中的總傳熱系數計算方法，通過運行數據計算獲知，板式換熱器的總傳熱系數在6000 W/m2.℃左右，達到了運行目標要求。近年對供熱系統(tǒng)中板式換熱器結垢的規(guī)律進行了探索，得出結論，板式換熱器每半年清洗除垢一次，能保證換熱器的換熱效果，極大提高了板式換熱器的使用和節(jié)能效果。