熱交換器化學清洗工藝

清除換熱器的污垢和腐蝕有很多方法。以前大都采用機械除垢法，也就是用扁鏟、鋼絲刷和機械清洗器將水垢剝離而去。此法雖然簡單，但勞動強度大，耗時長，且易使換熱器的內壁遭受損傷，導致或加重換熱器的腐蝕，給換熱器的運行帶來新的隱患，同時對于螺旋板換熱器等復雜設備則束手無策。相對而言，加人藥劑使污垢溶解剝離的化學清洗法，具有較為明顯的優點。

一、化學清洗的特點：

（1）材質損失小。由于使用高效的緩蝕劑，清洗時換熱設備鋼材腐蝕率小于6g/m2.h，減少壁厚小于6μm，說明腐蝕率是很低的。

（2）一般可不將換熱器打開，而臨時采用清洗液的循環就可以清洗，短暫的間歇也可以清洗，這點機械清洗很難做到。

（3）由于清洗后采取鈍化等防腐措施，可以防止設備清洗后的銹蝕，并對換熱設備管內壁加強了保護功能。

（4）減輕勞動強度。

當然化學清洗也存在一定的局限性。由于控制要求高，一般要求由專業清洗公司來進行；而且當換熱器的管程或殼程已被污垢完全堵塞以及炭化了的污垢就難以進行清洗。另外化學清洗中的廢液必須進行處理，否則將污染環境。

二、熱交換器化學清洗工藝流程

根據工藝要求及被清洗設備材質和污垢特點，我們篩選采用如下清洗工藝流程（可結合實際，省去部分流程）：水沖洗→堿洗→水沖洗→酸洗→水沖洗→漂洗→中和鈍化→檢查驗收→封存保護（投入使用）。

三、清洗熱交換器用的清洗劑

在污垢成分分析的基礎上，進行了“清洗工藝小型試驗”，并綜合考慮換熱器設備和管線的結構及材質、經濟成本、藥劑對人體的危害及廢液的排放和處理、系統運動狀況等因素篩選出由清洗主劑、緩蝕劑、鈍化劑、促進劑、滲透劑、活性劑、分散劑、還原劑、封閉劑等助劑組成的復合清洗劑。

（1）磷酸鹽垢

碳酸鹽垢具有一定的堿性，易溶解于強酸中，并釋放二氧化碳氣體。其溶解反應如下：

CaCO₃+2H⁺→Ca²⁺H₂O+CO₂↑

Mg(OH)₂+2H⁺→Mg²⁺+H₂O

（2）磷酸鹽垢

磷酸鹽垢具有一定的堿性，在強酸中可轉化為磷酸二氫鹽而被溶解。轉化溶解反應如下:

Ca₃(PO₄)₂+4H⁺→Ca(H₂PO₄)₂+2Ca²⁺

（3）硫酸鹽及硅酸鹽垢

硫酸鹽垢是強酸鹽，而硅酸由于是膠狀不溶物，均不能用強酸溶解，通常采用酸、堿交替的方法進行清洗，以及添加一些助劑，使其生成易溶物而除去。其轉化溶解反應如下：

CaSO₄+2OH^-→Ca(OH)₂+SO₄^2-

SiO₂+2OH^-→SiO₃^2-+H₂O

（4）銹垢

銹垢在酸液中通過與F+離子作用，發生中和反應而溶解，為加快反應可考慮添加溶解促進劑、絡合劑等助劑。其反應式如下:

Fe₂O₃+6H⁺→2Fe³⁺+3H₂O

Fe₃O₄+8H⁺→2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O

三、熱交換器化學清洗的控制要求

（1）清洗液的控制。應正確選擇相應的緩蝕劑、清洗主劑和助劑。

（2）溫度和速度的控制

因為清洗溫度直接影響清洗液對設備的腐蝕程度，如果溫度控制不當，會出現緩蝕劑失效及清洗液的汽化現象而造成腐蝕破壞事故；清洗液循環時，流速過高，腐蝕量增大；而流速太低，清洗液不能有效地把清洗劑溶解剝離下來的垢屑及彎曲管內的空氣完全排出。

（3）時間的控制

各清洗工序的處理時間通常要根據清洗前的溶解試驗及以往的清洗經驗決定。清洗過程中應定期（通常為0.5h）測定酸堿濃度、鐵離子濃度、溫度和pH值等，以確保清洗效果。要嚴格做好清洗終點的控制，避免過洗或時間不夠末洗凈。而且，各清洗工序后的水洗要迅速進行，盡快把廢液排出系統外。

（4）濃度控制

開始清洗時，應選定適當的清洗液濃度并根據過程控制的需要認真做好相關因子的分析。當監控數據顯示清洗液濃度下降很多時，為確保清洗效果，要及時做好清洗劑的補加。

（5）臨時系統的設計

臨時系統應掌握低進高出原則，清洗用泵、清洗槽、管子的直徑應滿足流量和壓力要求，并設有高點排氣、低點排污裝置和監控采樣點。排氣管應引至安全地點，且應有足夠的流通面積。

（6）應采用肩板、燜頭、旁通等措施做好不清洗管線和儀表、閥門、裝置的隔離工作，以免造成不必要的損傷和破壞。

（7）進行原料的分析，確保符合清洗工藝要求。

（8）做好系統中鐵離子和銅離子的濃度及硫化氫等因素控制，防止這些因素加重設備的腐蝕，并對設備造成破壞作用。

（9）廢液處理排放。廢堿、廢酸、鈍化液經處理后，達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1988）后，方允許排放。