热交换器化学清洗工艺

清除换热器的污垢和腐蚀有很多方法。以前大都采用机械除垢法，也就是用扁铲、钢丝刷和机械清洗器将水垢剥离而去。此法虽然简单，但劳动强度大，耗时长，且易使换热器的内壁遭受损伤，导致或加重换热器的腐蚀，给换热器的运行带来新的隐患，同时对于螺旋板换热器等复杂设备则束手无策。相对而言，加人药剂使污垢溶解剥离的化学清洗法，具有较为明显的优点。

一、化学清洗的特点：

（1）材质损失小。由于使用高效的缓蚀剂，清洗时换热设备钢材腐蚀率小于6g/m2.h，减少壁厚小于6μm，说明腐蚀率是很低的。

（2）一般可不将换热器打开，而临时采用清洗液的循环就可以清洗，短暂的间歇也可以清洗，这点机械清洗很难做到。

（3）由于清洗后采取钝化等防腐措施，可以防止设备清洗后的锈蚀，并对换热设备管内壁加强了保护功能。

（4）减轻劳动强度。

当然化学清洗也存在一定的局限性。由于控制要求高，一般要求由专业清洗公司来进行；而且当换热器的管程或壳程已被污垢完全堵塞以及炭化了的污垢就难以进行清洗。另外化学清洗中的废液必须进行处理，否则将污染环境。

二、热交换器化学清洗工艺流程

根据工艺要求及被清洗设备材质和污垢特点，我们筛选采用如下清洗工艺流程（可结合实际，省去部分流程）：水冲洗→碱洗→水冲洗→酸洗→水冲洗→漂洗→中和钝化→检查验收→封存保护（投入使用）。

三、清洗热交换器用的清洗剂

在污垢成分分析的基础上，进行了“清洗工艺小型试验”，并综合考虑换热器设备和管线的结构及材质、经济成本、药剂对人体的危害及废液的排放和处理、系统运动状况等因素筛选出由清洗主剂、缓蚀剂、钝化剂、促进剂、渗透剂、活性剂、分散剂、还原剂、封闭剂等助剂组成的复合清洗剂。

（1）磷酸盐垢

碳酸盐垢具有一定的碱性，易溶解于强酸中，并释放二氧化碳气体。其溶解反应如下：

CaCO₃+2H⁺→Ca²⁺H₂O+CO₂↑

Mg(OH)₂+2H⁺→Mg²⁺+H₂O

（2）磷酸盐垢

磷酸盐垢具有一定的碱性，在强酸中可转化为磷酸二氢盐而被溶解。转化溶解反应如下:

Ca₃(PO₄)₂+4H⁺→Ca(H₂PO₄)₂+2Ca²⁺

（3）硫酸盐及硅酸盐垢

硫酸盐垢是强酸盐，而硅酸由于是胶状不溶物，均不能用强酸溶解，通常采用酸、碱交替的方法进行清洗，以及添加一些助剂，使其生成易溶物而除去。其转化溶解反应如下：

CaSO₄+2OH^-→Ca(OH)₂+SO₄^2-

SiO₂+2OH^-→SiO₃^2-+H₂O

（4）锈垢

锈垢在酸液中通过与F+离子作用，发生中和反应而溶解，为加快反应可考虑添加溶解促进剂、络合剂等助剂。其反应式如下:

Fe₂O₃+6H⁺→2Fe³⁺+3H₂O

Fe₃O₄+8H⁺→2Fe³⁺+Fe²⁺+4H₂O

三、热交换器化学清洗的控制要求

（1）清洗液的控制。应正确选择相应的缓蚀剂、清洗主剂和助剂。

（2）温度和速度的控制

因为清洗温度直接影响清洗液对设备的腐蚀程度，如果温度控制不当，会出现缓蚀剂失效及清洗液的汽化现象而造成腐蚀破坏事故；清洗液循环时，流速过高，腐蚀量增大；而流速太低，清洗液不能有效地把清洗剂溶解剥离下来的垢屑及弯曲管内的空气完全排出。

（3）时间的控制

各清洗工序的处理时间通常要根据清洗前的溶解试验及以往的清洗经验决定。清洗过程中应定期（通常为0.5h）测定酸碱浓度、铁离子浓度、温度和pH值等，以确保清洗效果。要严格做好清洗终点的控制，避免过洗或时间不够末洗净。而且，各清洗工序后的水洗要迅速进行，尽快把废液排出系统外。

（4）浓度控制

开始清洗时，应选定适当的清洗液浓度并根据过程控制的需要认真做好相关因子的分析。当监控数据显示清洗液浓度下降很多时，为确保清洗效果，要及时做好清洗剂的补加。

（5）临时系统的设计

临时系统应掌握低进高出原则，清洗用泵、清洗槽、管子的直径应满足流量和压力要求，并设有高点排气、低点排污装置和监控采样点。排气管应引至安全地点，且应有足够的流通面积。

（6）应采用肩板、焖头、旁通等措施做好不清洗管线和仪表、阀门、装置的隔离工作，以免造成不必要的损伤和破坏。

（7）进行原料的分析，确保符合清洗工艺要求。

（8）做好系统中铁离子和铜离子的浓度及硫化氢等因素控制，防止这些因素加重设备的腐蚀，并对设备造成破坏作用。

（9）废液处理排放。废碱、废酸、钝化液经处理后，达到《污水综合排放标准》（GB8978-1988）后，方允许排放。