【摘要】针对鲁北电厂板式换热器易结垢且拆洗不方便的情况，提供了一种在线正反冲酸洗的方案，介绍了该方案的工艺流程及清洗试剂的选择。
【关键词】结垢；酸洗；碱洗；溶解
1 前言
鲁北电厂板式换热器取用海水作为冷却液，水质差硬度高、生物浮泥多，夏季尤为严重。投运一段时间薄板间结垢严重，换热降低闭式水温升高，机组真空恶化，影响机组安全稳定运行。众所周知，换热器的清洗方法一般可分为机械清洗法和化学清洗法两种。对于板式换热器来说，前者主要是将换热器解体，利用人工方法逐片去掉换热面上的垢层，然后重新组装。此方法只能在换热器完全脱离换热系统时采用，不但费时、费力，而且重新组装时，对换热器的夹紧尺寸要求较高，不易掌握；同时，换热片间的封闭垫片易损坏，对设备的维护，保养不利。
2 板式换热器的优点
1）板式换热器传热系数高技纹表面板片主要有三种。突起状板、渡纹板和人字型板， 在供热领域人字型采用最多。在低流速即0.15～0.85m/s下就能激发湍流流动状态，而且在板片两侧传热系数很高，据有关资料介绍，板式换热器在雷诺数大于50～200，此时传热系数对水一水换热为15000～21000K/㎡.h·℃， 两列管式仅为3200～6300K/m h·℃， 由数据表明， 板式换热器传热系数是列管式的2～4倍，而此时压降蓿近。
2）板式换热器污垢热阻小。板式换热器的板材一般采用不锈钢板或钛板等合金钢板，一般板厚仪为0.B～0.9mm，由于板壁薄，使板壁的热阻减小。当然也跟板阉发生强烈的湍流有关，致使换热器表面污垢热阻小。据美国营式换热器制造协会（TEMA）标准规定t板式换热器污垢热阻，当用同样一种介质时，可按列管式换热器内污垢热阻l/5选取。另具一些文献介绍，板式换热器污垢热阻一般约为0.00012m·℃· htkcal。当设计时， 介质是凝结水或蒸汽时，板式换热器污垢热阻为0.O0001m·℃·h/kcal，而列管式换热器污垢热阻则是0.0001，两者之倒是1：10。
3）板式换热器污垢较轻是因为板间具有较高的端流，致使污混杂物悬浮，这时板做为传热面很光滑， 即便污垢沉积挂于板上，因无死角， 板材表面不易腐蚀， 这时湍流有助于自身洗涤，冲刷附着板上的污垢，起剥离作用。同时板间流动，空间小， 使介质滞留量少，所以清洗起来简单方便。
4）板式体积小，因此向周厨环境散失的热量也较少。据有关文献报导，一般只有列管热损失1t5左右。同时板式占地面积小，仅为列管式抉热器的1/5～1/10，加上列管式换热器抽芯管检修、检查等， 这个数就更小}重量轻，在带相同的热负荷时.板式重量只是列管式的1/4左右，这样相应地给检查 清洗、保养都带来方便条件。
5）在板式换热器发生泄漏对，板式换热器内的介质是泄漏在外表面，不是像列管换热器那样， 发生于一次永与二次水互串，并在一般状况下不易发觉。
6）板式换热器的起动和停止运行所需要的时间短，操作方便，受到操作管理人员的欢迎。
7）根据不同的负荷，可把一个流通的板片数和程数相结合起来，所以板式组装灵活。如果采用中闻连接板或中间隔板，可一个台架上装几个换热器， 运行不同的负荷， 这样可以减少系统中管线、阀门配件等设备，对降低工程造价，减少占地面积都有益处。
3 结垢的原因分析
3.1溶于水中的杂质
a.钙盐类：在水中的主要构成有CaSO4、Ca（ HCO3）2、等。钙盐是造成换热器结垢的主要成分。
b.镁盐：在水中的主要构成有MgSO4、Mg（ HCO3）2、MgCl2、等。镁溶解在水中后， 在受热分解后生成 Mg（ OH）2沉淀构成泥渣或水垢。
c.钠盐：主要构成有 NaCl、Na2SO4、NaHCO3 等。NaCl不生成水垢， 但水中有游离氧存在， 会加速金属壁的腐蚀； Na2SO4 的含量过高会结盐，影响安全运行； 水中的 NaHCO3 在温度和压力的作用下会分解出 NaCO3、NaOH、CO2，使金属晶粒受损。
3.2 板结状态附着的杂质
a.微生物：由于循环水的水温、溶解氧等对微生物提供了有利于繁殖的条件，微生物将大量繁殖。循环水的温度较高时，在水中投加磷酸盐等药剂，正好是微生物的养料，微生物的繁殖不但阻塞板片通道，有时还会堵塞管路，还会使金属腐蚀。
b.污泥：冷却循环水中的污泥，灰尘及补水悬浮物，逐渐沉积在流速较低的换热器中。
c.粘垢：主要是微生物、水中泥土、腐蚀物、菌藻残骸粘结而成，常常附着在换热器壁面上。
4 板式换热器结垢的清洗方式
4.1 清洗剂的选择
清洗剂的选择，采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸：氨基磺酸、粘泥剥离剂等。无机酸：盐酸、硝酸等。使用盐酸为清洗液.容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。多采用的是硝酸。硝酸清洗所用的缓蚀剂可为0.2%～0.3%的乌洛托平，加入 0.15%～0.22%的苯胺和 0.04%～0.09%的硫氟酸铵。经硝酸清洗并冲洗干净后的设备在空气中可自行钝化。
通过试验发现，甲酸作为清洗液效果非常好；在甲酸清洗液中加入缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。通过对水垢样本的化学试验研究表明， 发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。
4.2 板片除垢工艺要求
4.2.1酸洗适宜温度
若提升酸洗时的温度有利于提高除垢效果。如果温度过高就会加剧酸洗液对换热器板片的腐蚀，通过反复试验发现， 酸洗温度控制在 55℃为宜。
4.2.2 酸洗药液浓度
反复试验得出，若酸洗液应按甲酸80%、水 14%、缓冲剂表面活性剂 0.6%的浓度配制，清洗效果极佳。
4.2.3 清洗时间
酸洗方法应以静态浸泡和动态循环相结合的方法进行。酸洗时间为先静态浸泡1.5h，然后动态循环4-6h。在酸洗过程中应经常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于 0.3%时， 即可认为酸洗反应结束。
4.2.4 钝化
酸洗结束后，板式换热器表面的水垢和金属氧化物绝大部分被溶解脱落， 暴露出崭新的金属，极易腐蚀，因此在酸洗后，对换热器板片进行钝化处理。
5 解决的问题与预期效果
鲁北电厂循环水温度较高，夏季可达到36℃，加之板式换热器结垢，传热效果变差，使闭式水温升高，特别是夏季闭式水温度高达47℃。如果板片长时间不清理会导致板片结垢越来越严重，传热效率越来越差。
鲁北电厂密封油、EH油、定子冷却器、氢气冷却器、真空泵冷却器、电泵工作油、润滑油冷油器、机械密封，大机冷油器等都是用闭式水来冷却。换热器结垢会导致到各个用户的闭式冷却水的水温高，更重要的威胁着各设备的安全运行。闭式水温度高不仅威胁着设备的安全运行， 更影响了机组的经济运行，因为闭式水温度高导致机组真空泵效率低下，使凝汽器真空处于较低水平，凝汽器真空对电厂热经济性较大，一般30万机组机组真空每提高1kpa，机组热耗降低煤耗降低1%-1.5%，出力约提高1%，根据我厂热平衡图真空每提高1kpa，可以使发电煤耗降低3.2g/kwh.
6 结论
针对板式换热器结垢换热效率差的问题，考虑机械高压水冲洗拆卸解体板换费时费力、易损胶条的缺点，对板换在线反冲洗进行的改进，通过加装正反冲装置、并配以一定浓度的酸碱进行冲洗，很好的消除板片的泥垢，改善板式换热器的换热效果，提高机组经济型。
参考文献
[1]谢静茹.板式换热器的调研[J]北京节能，1990（4）6-8.
[2]王锦翠.关于螺旋板式换热器的结垢问题处理[J]科技创新与应用，2012.03.