1、概述
板式换热器具有结构紧凑、质量轻、占地面积少,在单位容积中容纳的换热面积大,其传热系数比一般钢制管壳式换热器高3～5倍,容易改变换热面积。板式换热器需要定期清洗,个别工艺条件下清洗频率也不低,清洗方法主要有整体化学清洗及拆卸清洗。在生产过程中,中海石油化学股份有限公司脱碳系统贫液冷却器的化学清洗收到了很好的效果,以此为例讨论板式换热器的化学清洗及维护。
2、板式换热器的清洗
以板式换热器作水冷却器为例,虚线为临时接管(101.6mm)。循环冷却水被隔离,化学清洗液从S4进入从S2流出。清洗程序分为试漏、冲洗、化学清洗、漂洗等步骤。清洗前对板式换热器进行试漏,检查有无内漏(介质由高压侧向低压侧渗漏):将板式换热器两侧介质排尽,对需要清洗的一侧充氮气至操作压力后保压,另一侧留一打开的导淋或排气孔。若压力不降,说明其密封性能很好。或检查板式换热器的各个有可能产生泄漏的地方,如果查明有内漏,则板式换热器板片需要修复或更换。
对板式换热器进行热水(50左右)冲洗,控制清洗泵的出口压力及流量在板式换热器允许的条件下运行,尽可能冲洗出附着在板片上的垢,直到板式换热器出口的水无明显浑浊为止。用热水冲洗既有利于降低化学药剂的用量,也可缩短化学清洗的时间。
1)酸洗液配方。硝酸用量3%～5%,LX9-001用量0.1%,温度为常温。
2)酸洗工艺条件及操作。在酸槽内加入循环冷却水和LX9-001缓蚀剂进行溶解。启动泵打循环,20min后分次加入硝酸配成约3%～5%酸洗液。同时在酸槽中挂入不锈钢挂片3块,以测定腐蚀速率。
酸洗时间以2～3h为佳,一般不超过3h。终点的判断,若以碳酸钙为主的水垢,可视泡沫消失,槽中液面下降,浊度不再上升,酸液浓度稳定情况确定清洗终点。清洗结束时应及时取出挂片观察腐蚀情况并计算平均腐蚀速率。是冷却器清洗结束时的分析数据。
酸洗结束后,将系统残留酸液排至临时贮槽进行中和排放。向槽内加入大量清水进行循环清洗,边排边补水至pH值趋于中性后,停止补水及排放,酸洗完毕,用氮气或压缩空气吹干设备。
漂洗是进一步将板式换热器中的残留酸液置换出来。根据清洗流程图所示,漂洗采用一次通过的方法比循环方法的效率及效果要好。如果板式换热器板片存在垢下腐蚀,则需要进行系统评估,再确定清洗方案或其他措施。
3)化学清洗过程中的分析项目及频率。总铁:酸洗前分析1次,以后2次/h;酸浓度:2次/h;浊度:2次/h。
3、板式换热器的维护
板式换热器的重要部件及其功能如表3。其中易损部件是板式换热器的密封垫片,一般用三元乙丙胶垫,耐酸、耐碱、耐盐,适用于在有氯化物及有机溶剂等严重腐蚀的场合,工作温度一般在-20～150。实践证明,加了消泡剂的aMDEA溶液将会出现胶垫溶胀现象。从目前运行情况分析,胶垫的使用寿命大约在1～2a。正确的操作对板式换热器的使用寿命有直接影响,因此在换热器运行时,应避免水锤等影响其性能的不正当操作,介质入口应加合适的过滤器。
对于备用设备,若长期不使用时,应将拧紧螺栓放松到规定尺寸,以确保垫片及换热器板片的使用寿命,使用时再按要求夹紧。
设备连续运行时,在信号孔发现介质流出时应进行分析,如是螺栓松动或由于长期热交换而伸长,在对其进行夹紧时应非常小心,因为板式换热器之所以具有较高的传热系数,其主要原因是其板片波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。非专业人员在夹紧时,极有可能对其产生不可恢复的损坏。当设备处于使用状态时,建议不要夹紧。若发现密封垫片老化应予更换。
