板式换热器结垢之谜：结垢原理及清洗案例分析

在工业热交换的舞台上，板式换热器以其高效、紧凑的特性扮演着重要角色。然而，随着时间的推移，结垢问题如影随形，成为影响其性能的隐形杀手。本文将深入探讨板式换热器结垢的原理，并通过一个实际案例，展示如何诊断和处理这一棘手问题。

一、板式换热器结垢原理

板式换热器结垢主要是由于在换热过程中，介质中的某些成分在板片表面沉积形成固体层，这种现象通常发生在水质较差或化学反应活跃的环境中。以下是结垢原理的详细解释：

水质硬度：水中含有较高浓度的钙、镁等金属离子，这些离子在高温或特定条件下与碳酸根、硫酸根等阴离子结合，形成碳酸钙、硫酸钙等不溶性盐类，这些盐类在板片表面沉积形成硬垢。

化学反应：在某些工业过程中，介质可能含有易于发生化学反应的物质，如硅酸盐、磷酸盐等。这些物质在高温或特定pH值条件下容易形成不溶性沉淀，这些沉淀物同样会在换热器板片上形成结垢。

温度影响：温度是影响结垢速率的重要因素。通常，温度越高，溶解度差异越大，促使更多的盐类物质从溶液中析出，加速垢层的形成。

流速影响：低流速可能导致介质中的悬浮颗粒或沉淀物有更多时间在换热器表面沉积，而高流速则可能通过剪切力将部分已形成的垢层冲刷掉。因此，不适当的流速设置也是导致结垢的一个因素。

微生物活动：在某些情况下，微生物如细菌、藻类等在水中繁殖，它们的代谢活动会产生生物膜，这种生物膜不仅本身可能堵塞板片间隙，还可以为无机垢的沉积提供“基底”，加速结垢过程。

二、案例背景

某化工厂的板式换热器在运行一段时间后，发现换热效率显著下降。经过初步检查，怀疑是结垢问题。该换热器用于冷却工艺流体，冷却介质为循环水。

三、案例细节

现场检查：工程师首先对换热器进行了外观检查，发现板片表面有明显的白色沉积物。
水质分析：采集循环水样品进行化学分析，结果显示水中硬度成分含量较高。
温度监测：监测换热器进出口温度，发现温差减小，表明换热效率下降。
流速测量：测量介质流速，发现部分区域流速低于设计值。

四、处理措施

化学清洗：使用专用的化学清洗剂对板片进行清洗，去除硬质沉积物。
水质处理：对循环水进行软化处理，减少硬度成分含量。
温度控制：优化工艺参数，避免局部温度过高导致结垢加速。
流速调整：调整泵的工作参数，确保介质流速满足设计要求。

五、案例结果
经过上述处理措施，换热器的结垢问题得到了有效解决。清洗后的板片恢复了原有的换热效率，水质处理和流速调整也预防了结垢的再次发生。