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板式换热器如何防止结垢?

http://www.gkong.com 2025-12-05 15:43 上海艾克森股份有限公司

     结垢是板式换热器性能衰减和故障的主要原因之一。防止结垢是一个系统工程,需要从设计选型、运行控制、维护保养和化学处理等多个环节入手,其核心目标是控制垢层形成的四大基本条件:过饱和、结晶点、附着表面和停留时间。
  1. 设计选型阶段的预防策略(治本之策)
     合理的流速设计:这是最关键的设计参数。保持足够的流速(通常水侧建议在0.4-0.8 m/s之间)可以产生强烈的湍流剪切力,有效冲刷板片表面,防止晶体颗粒沉积和附着。但同时需与压降进行平衡。
     正确的板片波纹选择:对于易结垢流体,可选用波纹角度较大(如60°而非30°)的“硬板”。这种板片形成的流道更宽、接触点更多,湍流更剧烈,抗堵塞和抗结垢能力更强。
     考虑结垢系数的余量:在热力计算时,根据水质和介质情况,预留合理的“结垢热阻”或“污垢系数”。这相当于在设计阶段就额外增加一部分换热面积,以补偿运行后期因结垢导致的性能下降,保证在整个清洗周期内都能满足工艺要求。
  2. 运行管理与在线控制(过程控制)
     保证最低运行流速:避免设备在极低负荷下长期运行。低流速直接导致边界层增厚,传质减弱,离子易在表面浓缩结晶。必要时可设置旁通回路或采用变频泵,确保通过板换的流量不低于设计最小值。
     控制工艺参数:对于碳酸盐类结垢,控制流体温度(特别是加热侧出口温度)在结垢临界温度以下;对于硫酸盐类结垢,可通过调节pH值来抑制其形成。
     安装有效的过滤与净化装置:这是防止物理堵塞和减少结垢晶核的必要措施。在板换入口前,应根据杂质类型和尺寸,安装目数合适的Y型过滤器、自动反冲洗过滤器或旋流除砂器。对于循环水系统,必须配套水处理设备(如软化器、反渗透、电子除垢仪等),从根本上降低水的硬度和结垢倾向。
  3. 定期维护与化学处理(补救与强化)
     制定科学的清洗周期:根据压降和换热性能的在线监测数据(如压差增大15%、出口温度偏离设定值超过一定范围),而非固定时间,来触发清洗程序。实现预测性维护。
     采用合适的清洗方法:
     化学清洗(在线或离线):对于水垢、锈垢等,使用温和的酸性清洗剂(如柠檬酸、甲酸)进行循环清洗。必须严格控制清洗剂浓度、温度和清洗时间,并彻底中和冲洗,以免腐蚀板片。
     物理清洗(离线):对于软性生物粘泥或油脂,可使用高压水枪(压力控制在50MPa以下,并注意喷射角度,避免损伤板片)进行冲洗。
     投加阻垢剂/分散剂:对于无法完全软化的开式循环冷却水系统,定期投加专用的化学阻垢剂。其原理是通过阈值效应、晶格畸变和分散作用,干扰垢类晶体的正常生长,使其以微小颗粒形态悬浮在水中,随水流排出,而非附着在板片上。
  总结:防止板式换热器结垢,必须遵循“预防为主,防控结合”的原则。优秀的设计是基础,精心的运行管理是保障,而定期科学的维护则是恢复性能、延长寿命的关键。 一个完整的防垢方案需要工艺工程师、设备工程师和水处理工程师的协同工作,针对具体的水质、介质和工况制定个性化的策略。

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