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，具有結構緊湊、占地面積小、換熱效率高、拆洗方便等優點。因此，板式換熱器在很多領域得到了應用。板式換熱器在長期使用中，也像其他換熱器一樣會出現堵塞和污垢情況。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構的金屬板片、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，結構如圖1所示。與管殼式換熱器相比，具有結構緊湊、占地面積小、換熱效率高、拆洗方便等優點。因此，板式換熱器在很多領域得到了廣泛的應用，比如石油、化工、冶金、食品及電力等行業[1]。由于板式換熱器內流通面積小，內部結構復雜，流道狹窄（一般只有3～4 mm），在使用過程中水處理設備運行不當、水質控制不合格，長期下來就會就容易結垢產生堵塞，造成板式換熱器的換熱效率降低、增加能耗，會影響產品質量和產量，嚴重時可能造成換熱器損壞，甚至影響整個系統的運行。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有機械清洗法、化學清洗法、超聲波除垢法和表面工程技術等。

1.1? 機械清洗法

機械清洗法是一種常用的清除換熱設備污垢的方法。它的特點是可以清除化學清洗法不能除去的碳化污垢和硬質污垢，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象，導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? 化學清洗法

化學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酸和無機酸兩大類。其中，有機酸主要有：甲酸、檸檬酸、草酸等。無機酸主要有：硝酸、鹽酸、氫氟酸類等。通過實驗研究發現，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。

化學清洗法即在流體中加入酸洗劑，使其和污垢發生化學反應，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。化學清洗法的優點為：不需要將板式換熱器拆開，工作和除垢過程可以同時進行;可以清洗到機械清洗法清洗不到的地方;與機械清洗法相比，勞動強度低，除垢和阻垢同時進行。但是化學清洗法也存在一些缺點：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或酸洗劑使用不當，會對換熱器造成腐蝕;最后，對清洗后的廢液處理不當，容易造成環境污染[3]。

1.3? 超聲波技術

超聲波防除垢技術是依靠超聲波的空化效應、活化效應、剪切效應及抑制效應這4個作用來達到除垢效果的，除垢原理如圖2所示。超聲波技術具有在線防除垢的特點，提高了對污垢的治理效益，進而提高能源利用率、節約能源、減輕環境污染。

1.4? 表面工程技術

換熱器設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行有目的的選擇，也可以采用表面處理技術，改變表面的物理和化學性能，以減少污垢的沉積。國內外學者對此做了大量研究工作，采用涂層技術對換熱器的傳熱面進行改性，制備了不同防垢涂層，比如，類金剛石涂層和等離子體化學氣相沉積涂層等。

2? ? 結語

文章對目前板式換熱器的防除垢方法進行了簡單介紹，以期為行業發展提供一定借鑒。

[參考文獻]

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

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

[3]王志華.超聲波技術的除垢機理研究及在換熱器中的應用[J].上海：華東理工大學，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.