板式換熱器的防除垢方法

羅小紅　范洪博

摘? ?要：板式換熱器是一種新型、高效的換熱器，與管殼式換熱器相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、換熱效率高、拆洗方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，板式換熱器在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。板式換熱器在長期使用中，也像其他換熱器一樣會出現(xiàn)堵塞和污垢情況。因此，板式換熱器的防除垢也成為一種必然趨勢。文章簡單地介紹了目前板式換熱器的防除垢方法。

關(guān)鍵詞：板式換熱器;防除垢方法;污垢

板式換熱器是由一系列具有W形或人字形等波紋結(jié)構(gòu)的金屬板片、密封墊片、固定壓緊板、活動壓緊板及壓緊螺柱和螺母等零部件組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。與管殼式換熱器相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、換熱效率高、拆洗方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，板式換熱器在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，比如石油、化工、冶金、食品及電力等行業(yè)[1]。由于板式換熱器內(nèi)流通面積小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流道狹窄（一般只有3～4 mm），在使用過程中水處理設(shè)備運(yùn)行不當(dāng)、水質(zhì)控制不合格，長期下來就會就容易結(jié)垢產(chǎn)生堵塞，造成板式換熱器的換熱效率降低、增加能耗，會影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，嚴(yán)重時可能造成換熱器損壞，甚至影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，板式換熱器的防除垢也成了一種必然趨勢。

1? ? 板式換熱器防除垢方法

目前常用的防除垢技術(shù)有機(jī)械清洗法、化學(xué)清洗法、超聲波除垢法和表面工程技術(shù)等。

1.1? 機(jī)械清洗法

機(jī)械清洗法是一種常用的清除換熱設(shè)備污垢的方法。它的特點(diǎn)是可以清除化學(xué)清洗法不能除去的碳化污垢和硬質(zhì)污垢，且對鋼材的損耗很小。不足之處是，清洗過程中要將換熱器拆開，還容易出現(xiàn)流道錯位、板片變形、密封墊片老化速度加快或板片間距變小等現(xiàn)象，導(dǎo)致板式換熱器使用壽命縮短。同時，清洗時間較長，而且還不能完全、徹底地除垢[2]。

1.2? 化學(xué)清洗法

化學(xué)清洗法分為酸洗和堿洗。目前主要采用酸洗，普遍采用的酸洗劑包括有機(jī)酸和無機(jī)酸兩大類。其中，有機(jī)酸主要有：甲酸、檸檬酸、草酸等。無機(jī)酸主要有：硝酸、鹽酸、氫氟酸類等。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，選擇甲酸和草酸作為酸洗劑效果較好，因為其對板片腐蝕較小。

化學(xué)清洗法即在流體中加入酸洗劑，使其和污垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶解板片表面的污垢，使污垢從換熱面上松脫剝落并清除的方法。化學(xué)清洗法的優(yōu)點(diǎn)為：不需要將板式換熱器拆開，工作和除垢過程可以同時進(jìn)行;可以清洗到機(jī)械清洗法清洗不到的地方;與機(jī)械清洗法相比，勞動強(qiáng)度低，除垢和阻垢同時進(jìn)行。但是化學(xué)清洗法也存在一些缺點(diǎn)：首先，對碳類污垢去除效果不理想;其次，在清洗過程中由于操作不當(dāng)或酸洗劑使用不當(dāng)，會對換熱器造成腐蝕;最后，對清洗后的廢液處理不當(dāng)，容易造成環(huán)境污染[3]。

1.3? 超聲波技術(shù)

超聲波防除垢技術(shù)是依靠超聲波的空化效應(yīng)、活化效應(yīng)、剪切效應(yīng)及抑制效應(yīng)這4個作用來達(dá)到除垢效果的，除垢原理如圖2所示。超聲波技術(shù)具有在線防除垢的特點(diǎn)，提高了對污垢的治理效益，進(jìn)而提高能源利用率、節(jié)約能源、減輕環(huán)境污染。

1.4? 表面工程技術(shù)

換熱器設(shè)計過程中換熱面材料的選取及表面處理方式的選擇也是防垢的主要方法之一。最大污垢沉積量往往發(fā)生于具有較高表面能的換熱面，而表面能較低的表面和污垢的黏合強(qiáng)度則較弱，容易脫落。因此，降低換熱器表面的表面能將顯著減少污垢的沉積[4]。因此在選擇板片材料的時候進(jìn)行有目的的選擇，也可以采用表面處理技術(shù)，改變表面的物理和化學(xué)性能，以減少污垢的沉積。國內(nèi)外學(xué)者對此做了大量研究工作，采用涂層技術(shù)對換熱器的傳熱面進(jìn)行改性，制備了不同防垢涂層，比如，類金剛石涂層和等離子體化學(xué)氣相沉積涂層等。

2? ? 結(jié)語

文章對目前板式換熱器的防除垢方法進(jìn)行了簡單介紹，以期為行業(yè)發(fā)展提供一定借鑒。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王林林.供熱系統(tǒng)水—水板式換熱器建模與熱力特性研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2018.

[2]王愛清，淺談板式換熱器結(jié)垢的清洗[J].江西煤炭科技，2010（1）：73-74.

[3]王志華.超聲波技術(shù)的除垢機(jī)理研究及在換熱器中的應(yīng)用[J].上海：華東理工大學(xué)，2016.

[4]HELALIZADEH A，M?LLER-STEINHAGEN H，JAMIALAHMADI M.Application of fractal theory for characterisation of crystalline deposits[J].Chemical Engineering Science，2006（6）：2069-2078.