换热器结垢原因及除垢方法

换热器在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中应用十分广泛，但是，换热器长期运行后，内部会形成污垢，污垢的积累使换热器内部通道截面变小甚至堵塞，造成冷却水流量不足和压力降低，引发停机、停产;甚至引发鼓疱、裂纹、爆管等安全事故。

一、污垢成因

1、析出污垢

  换热器大多是以水为载热体的换热系统，在温度升高或浓度较高时，原来溶于水中的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2析出微溶于水的CaCO3和MgCO3。析出的盐类附着于换热管表面，形成水垢，CaCO3和MgCO3。析出的盐类附着于换热管表面，形成水垢，紧紧地附着于换热管表面上。

2、微粒污垢

   流体系统中悬浮的固体颗粒，如:砂粒、灰尘、炭黑，在换热面上的积聚而形成的污垢。

3、化学反应污垢

   加热表面与流体之间，由于自氧化和聚合反应即化学反应而造成的沉积物形成。

4、腐蚀污垢

  由于流体具有腐蚀性或含有腐蚀性的杂质而腐蚀换热面，产生腐蚀产物沉积于换热面上而形成污垢。

5、生物污垢

  是由微生物群体及其排泄物与化学污染物、泥浆等组分粘附在换热管壁面上形成的胶粘状沉积物，称生物型污垢。

6、凝固污垢

 在过冷的换热面上，清洁液体或多组分溶液的高溶解组分凝固沉积而形成的污垢。

1、化学清洗

  化学清洗是通过化学清洗液产生某种化学反应，使换热器传热管表面的水垢和其他沉积物溶解、脱落或剥离。

  化学清洗不需要拆开换热器，简化了清洗过程，也减轻了清洗的劳动程度。其缺点是化学清洗液选择不当时，会对清洗物基体腐蚀破环，造成损失

1.1常用化学清洗剂

 ●利用溶解作用去污的清洗剂(包括水和有机溶剂) ;

 ●利用表面活性作用去污的表面活性剂清洗剂(如阳离子、阴离子、非离子及两性离子表面活性剂) ;

 ●利用化学反应作用去污的化学清洗剂(如酸、碱、盐、氧化剂

1.2化学清洗常用方法

 ●循环法:用泵强制清洗液循环，进行清洗。

 ●浸渍法:将清洗液充满设备，静置- -定时间。

 ●浪涌法:将清洗液充满设备，每隔一定时间把清洗液从底部卸出一部分，再将卸出的液体装回设备内以达到搅持清洗的目的。

1. 3换热器化学循环法清洗流程

 a.隔离设备，并把换热器内的水排放干净。

 b.用高压水清洗管道杂质并封闭系统。

 c.隔离阀和交换器之间装球阀，接上输送泵和导管，清洗剂从换热器的底部进入，从顶部流出。

 d.注入所需要的清洗剂，反复循环清洗。

 e、随时排出气体并注入适当的水。

 f、使用PH试纸测定清洗剂的有效性。

 g、回收清洗溶液并用清水反复冲洗至PH呈中性。

  物理清洗是借助各种机械外力和能量使污垢粉碎、分离并剥离离开物体表面，从而达到清洗的效果。物理清洗方式都有一一个共同点:高效、 无腐蚀、安全、环保。其缺点是在清洗结构复杂的设备内部时其作用力有时不能均匀达到所有部位而出现“死角”。

常见的方法有，超声波除垢、PIG 清管技术、电场除垢技术等。

2.1高压水喷射清洗

  利用柱塞泵产生的高压水经过特殊喷嘴喷向垢层，除垢彻底、效率高，但是其装机容器里大、耗水多。

2.2超声波除垢

  主要是利用超声波声场处理流体，使流体中的成垢物质在超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成的积垢。超声波的防垢机理主要为: A.空化效应; B. 活化效应; C. 剪切效应; D. 抑制效应。

2.3管道内移动式除垢机具除垢

  新型管道内移动式除垢机具效率较高，质量好，适用于油气输送管道及化工液体和水输送管道的除垢。

按驱动方式不通过，典型的管道内移动式除垢机具分为: A. 电力驱动移动式除垢机具; B.液力驱动移动式除垢机具; C. 压缩空气驱动移动式除垢机具。

3、机械清洗

  是靠机械作用提供一种大于污垢粘附力的力而使污垢从换热面上脱落。这种方法可以除去化学方法不能除去的碳化污垢和硬质垢, 但要清理干净管内垢层-般需要5-6遍，有时多达10遍，清管效率低，质量差。

3.1管式换热器机械清洗操作步骤

 1、准备好空压机和水源;

 2、拆下换热器水管.上的短接头;

 3、拧下换热器封头紧固螺栓,将封头旋转180度,露出传热管;

 4、将尼龙刷插入传热管，直至尼龙刷上的气堵完全进入;

 5、将气枪口插在传热管口上，水平持气枪，使气枪口上的密封垫片压紧;

 6、旋开气枪上的气阀，压缩空气即推动尼龙刷前进，当尼龙刷从传热管的另一端出来时， 关上气阀;

 7、从换热器另一端将尼龙刷推回来，反复刷刮3次以上;

 8、用压力为0.3MPa的水冲洗传热管;

 9、换一-根传热管，重复以上3步，直至所有传热管清洗完毕;

 10、检查传热管内的颜色，如露出铜本色，则清洗合格;

 11、将封头旋回，检查封头密封垫片是否平整,拧紧换热器封头紧固螺栓;

 12、接_ 上换热器水管上的短接头;

 13、清理现场。

  微生物清洗是利用微生物将设备表面附着的油污分解，使之转化为无毒无害的水溶性物质的方法。这种清洗把污染物(如油类)和有机物彻底分解，是一种真正意义上的环保型清洗技术。

各式换热器清洗情况

4.1清洗时的注意事项

 ①化学清洗时溶液要 保持一定的流速， -般为0.8~1.2m/s, 其目的在于增加溶液的湍流程度。

 ②对于不同的污垢 应采用不同的化学清洗液。除了经常采用的稀释纯碱溶液外，对于水垢可用5%的硝酸溶液。在纯碱生产中生成的垢,可用5%的盐酸溶液。但不得使用对板片产生腐蚀的化学洗剂。

 ③任何情况下，不得使用盐酸清洗不锈钢金属板片。

 ④使用清洗液时， 水中氯含量不得超过300ppm。

 ⑤机械(物理)清:洗时不允许用碳钢刷子刷洗不锈钢片，以免加速板片的腐蚀，同时不能使板片表面划痕、变形等。

 ⑥清洗后的板片要用清水冲洗干净并擦干,放置时应防止板片发生变形。

4.2防止换热器结垢的措施

 ●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中。

 ●(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人换热器。

 ●(在供热系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁,以防止换热器堵塞。