螺旋板换热器结垢的预防与清洗

1、问题的发现与状况

使用两年左右，我们发现冷却水流量逐渐减少，压力损失突然增大，终冷煤气的软水水温越来越高，致使煤气温度降不下来，达不到工艺要求。停用接蒸汽清扫后，终冷软水侧可吹通，但温度仍降不下来，这就意味着换热器内部可能有问题或堵塞或结垢，影响换热效率。厂车间组织有关技术人员研究决定停用，卸端盖清洗除垢，在拆卸过程中，由于费工费力，其中一台换热器先拆冷水侧盖，未拆软水侧盖，软水侧阀门关闭己不严，两天后，致使螺旋板向冷却水侧变形弹出：100-300mm。

2、问题的原因分析

2.1终冷软水侧堵塞的原因

用软水终冷煤气过程中循环使用，少量排放于污水处理车间，软水与煤气直接接触过程中，吸收部分溶于水的介质，由于温度的变化，发生一系列物理变化。久而久之，煤气带来的焦油粘度上升，茶析出，酚氰等杂质在换热器表面上积一层复杂聚合物，而使传热效率下降，流体流动阻力增大，终堵塞管道阀门，影响冷却效果。

2.2冷却水侧堵塞的原因

循环冷却水侧结垢程度比软水侧严重的多，螺旋板间距为10mm，结垢平均厚度为3-4mm，严重为流动死区端盖处，还有少量污垢泥沙。

(1)污垢形成的原因

污垢以泥渣砂粒为主，带有少量微生物等。这些水中粒子在流动过程中，从力学角度分析考虑，受到两个作用力沉降重力、剪应力。在水中流速大区域内，剪应力很大，由于沉降作用所产生的污垢，其厚度不会越来越厚，故管道不会产生多少污垢。在滞流区域即阀门、法兰管道连接处，螺旋板端盖处，由于剪应力很小，由沉降作用而产生的污垢则主要沉积于此，污垢会连续增长。

3、问题的处理

3.1螺旋板换热器的复位

尽管不锈钢螺旋板弹性大，但因多层螺旋板间有近6000个为保持间距的定位柱，增加了挤压时板间摩擦力，故只用手拉葫芦，千斤顶外加烘烤无法复位。我们采用以下办法拆除螺旋板换热器管拆除堵板，切开法兰，使螺旋板松开将变形大的部分沿轴向切开校正将螺旋板复位，然后焊接切开部分配制清洗接口。

3.2螺旋板冷却水侧清洗除垢

（1）清洗原理

利用酸将金属表面上的沉积物以化学或电化学的机理，把它们从不溶性的沉积物转变成可溶性盐类，溶解在清洗介质中，然后随着清洗液排掉。经过酸洗除垢的铁表面非常活泼，易被氧化，因此必须进行钝化处理。我们采用0.2%-0.5%亚硝酸钠、磷酸三钠进行处理。另外，酸洗除垢后，酸对金属表面有腐蚀性，为了减缓腐蚀增加缓蚀剂，我们加入“抚顺苦丁”等醛胺缩聚物。

（2）去除垢过程

化学清洗前先进行机械清洗，采用电钻、铁、铲、赛子等将换热器表面阻止清洗液流通的杂物清理下来，以保证清洗液顺利通过。

①碱洗

先用0.5%napo4清洗1小时，温度在80℃一90℃，主要清理表面污物及一些碱溶性沉积物，同时改善清洗面湿润性，松动某些致密垢层，为酸洗创造条件。

②酸洗

这是除垢的关键环节，一般选3%一5%盐酸，温度50℃一60℃再加入缓蚀剂，使酸液在系统内循环，每20一30分钟取样分析一次酸浓度，当酸浓度降低后应补充酸，酸洗2一3小时稳定不变方可排掉。

③钝化处理

当酸洗结束后，用清水冲洗到PH=5-6时，进行钝化处理，用2-3napo4温度为70-80度时，时间为6一10小时，循环一会儿后进行浸泡，然后用清水洗至pH=8一9时，即全部结束。

4、结垢的预防措施

①软水出口压力不低于0.6Mpa

②增加软水排污量，调节补充软水量

③经常用蒸汽清扫，尤其冬季每月一次至少每年卸端盖彻底清扫一次。

④停用后，首先关闭终冷水入口阀门。其次，关闭循环水入口阀门。第三，关闭终冷水出口阀门。

本文摘自李继中——《螺旋板换热器结垢的预防与清洗》