供暖系统中板式换热器的清洗

目前在供暖系统中,以板式换热器为主体的换热设备已被广泛应用。但在其使用过程中,由于系统中循环水质不良造成的板式换热器板片结垢,致使其换热效率下降的问题时有发生。因此,选择合理的化学清洗方法就成为了提高设备换热效率和延长使用寿命的必要手段。

1.供暖系统常见运行故障的现象及产生的原因

供暖系统在日常运行过程中,其循环水系统常会出现结垢、腐蚀和生物粘泥等现象,致使板式换热器换热效率下降、循环水流速、下降压降增大。

严重时将会影响系统的正常运行,并导致运行成本增大、供暖设备缩短甚至导致设备提前报废。造成这些故障的主要原因有:

①在供暖系统中特别是二次网系统中,板式换热器用水一般都采用未经处理的含有大量Ca2+、Mg2+等成垢离子的自来水。

在实际生产过程中,常常采用添加防腐阻垢剂的办法降低自来水的硬度。但同时又常因设备、运行管理不到位,致使防腐阻垢剂的添加不能达到要求,从而造成大量的Ca2+、Mg2+从水中饱和析出沉积在换热器及管网内的金属面上而形成水垢;

②补水中的泥沙及各种菌藻微生物进入循环水系统后,由于温度适宜而使得微生物生长繁殖,在系统中产生大量微生物粘泥,附着在换热器上并与水垢混合在一起形成生物性污垢;

③水中的溶解氧和盐类对供暖系统的金属材质会产生氧腐蚀和化学腐蚀。由于供暖系统是由多种金属材质组成的,在含有大量电解质盐类物质的水中,不同的金属间就形成了电偶和腐蚀电池,从而对供暖系统金属产生电化学腐蚀。

2结垢和腐蚀对供暖系统的危害

2.1能耗大幅度增加,运行成本上升

供暖系统生成水垢和生物粘泥后,使得换热器传热效率下降,循环水流通面积变小,流通阻力增大,从而导致整个系统的运行能耗大幅度增加,供暖成本增大。

上述数据表明,水垢的导热系数大大低于碳钢的导热系数,与砖相近,水垢的产生将严重影响板式换热器的热递效率。

2.2系统工作效率下降,影响供热效果

供暖系统结垢后会使热交换效率下降,介质出口温度降低,致使进出口介质温差缩小、供暖效率下降。

水垢种类特征导热系数(KJ/m.h.℃)

碳酸盐水垢坚硬2.1松软0.85～4.2

硫酸盐水垢硬而致密2.1～8.4

硅酸盐水垢坚硬0.21～0.84

混合水垢硬而致密2.94

碳钢～

铜(紫铜)～

砖1.68～3.36

水垢引起的传热损失(以CaCO2为主)

水垢厚度(mm)0.50.81.01..62.2

热损失(%)3.57.08....02.3

缩短设备使用寿命,增加设备维修费用

结垢和粘泥的产生将严重影响系统的正常运行。为了清除结垢和粘泥必需对板式换热器进行周期性的清洗和检修,致使检修和清洗费用大幅度增加。并且这种费用远高于系统正常维护保养费用。

由于腐蚀的作用,供暖水系统中的金属材料会受到损伤,这种损伤将使换热器设备及管道使用寿命缩短,造成供暖水管道和末端设备的溃烂、渗漏,严重时甚至将导致换热器提前报废。

3清洗供暖系统设备的目的

对于供热系统而言,换热器板片结垢和微生物粘泥附着是影响其正常运行的主要因素,其对供热系统的安全、正常和低成本运行影响极大,因而需定期对板式换热器进行清洗,通过安全有效的清洗可达到如下目的:

①彻底清除循环水系统内的各种水垢、微生物粘泥和腐蚀产物,确保系统安全正常运行,以及较高的供暖效率;

②降低运行成本,大幅度节约能源,清洗后可使系统耗电量或耗热量降低20%～30%左右;

③在消除腐蚀隐患的同时保护换热器板片,延长换热器及管道设备的使用寿命。

4板式换热器清洗的方法

近年来,由于集中供热的大力推广、发展,以板式换热器为主体的换热设备广泛应用。但由于水处理工作不到位,导致板式换热器内结垢、腐蚀,换热效率下降的现象也极为普遍。为了提高换热效率,应定期对换热器进行必要的清洗工作,板式换热器的清洗一般采用化学药剂清洗和物理除垢清洗两种方法。

4.1板片清洗前的准备工作:

①关闭换热器冷介质入口阀门、出口阀门,再关闭热介质入口阀门、出口阀门,所有阀门的关闭均应快速进行;

②打开管道最低处阀门,将设备内残液排放干净;

③量好板式换热器固定板与移动板之间的距离B值,要求从上到下至少为3～4值,尺寸精确至mm;

4.2化学清洗

4.2.1清洗液选择:清洗溶液可选用浓度≤5%的硝酸、氨基磺酸、柠檬酸溶液,禁用盐酸或硫酸溶液(以上清洗液浓度均为体积浓度)。

4.2.2清洗液配置:

①配置清洗液的母酸应从正规厂家或商家采购,要有明确的浓度、净容量、生产单位、生产日期、保质期、使用注意事项等项目的标识及产品合格证;清洗液配置时,配置浓度必须严格掌握。如采用硝酸溶液,酸液浓度应根据板片结垢程度确定;

②清洗液配置量应根据需清洗板片的数量及结垢程度确定;配置清洗液时,清洗槽应放平,一次配置清洗液量不宜超过清洗槽体积的2/3;配置时水量根据需配置的清洗液量认真核算;

③水量计量无准确量具时,可通过清洗槽中水的长×宽×高确定。其中长、宽应为清洗槽内表面数值,高度应待槽中水稳定后在清洗槽中心位置测量,上述数据均应测量3次取平均值;

④配置时母酸量应根据配置的清洗液量认真核算;母酸量计量必须用量杯、量筒等专用器具精确计量;清洗液配置人员应戴防护面罩、橡胶手套;

⑤清洗液配置时应将母酸顺导流棒缓慢倒入水中,并且不断搅拌,严禁采用向酸中加水的配置方法;配置后未用完的母酸应及时密封,按标牌要求环境进行保存,避免挥发、变性。

4.3安装扫频物理除垢设备

①物理除垢设备无需添加药剂，设备安装之后以扫频的方式进行除垢。设备的运行方式为24h全自动运行。其成本相当于添加一年药剂的费用，而设备的寿命差不多在6-8年左右。

②设备的安装无需拆除设备，也无需停工停产，但是需要有安装位置。

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