1.供暖系統常見運行故障的現象及產生的原因

 

供暖系統在日常運行過程中,其循環水系統常會出現結垢、腐蝕和生物粘泥等現象,致使板式換熱器換熱效率下降、循環水流速、下降壓降增大。

 

嚴重時將會影響系統的正常運行,并導致運行成本增大、供暖設備縮短甚至導致設備提前報廢。造成這些故障的主要原因有:

 

①在供暖系統中特別是二次網系統中,板式換熱器用水一般都采用未經處理的含有大量 Ca2+、Mg2+等成垢離子的自來水。

 

在實際生產過程中,常常采用添加防腐阻垢劑的辦法降低自來水的硬度。但同時又常因設備、運行管理不到位,致使防腐阻垢劑的添加不能達到要求,從而造成大量的 Ca2+、Mg2+從水中飽和析出沉積在換熱器及管網內的金屬面上而形成水垢;

 

②補水中的泥沙及各種菌藻微生物進入循環水系統后,由于溫度適宜而使得微生物生長繁殖,在系統中產生大量微生物粘泥,附著在換熱器上并與水垢混合在一起形成生物性污垢;

 

③水中的溶解氧和鹽類對供暖系統的金屬材質會產生氧腐蝕和化學腐蝕。由于供暖系統是由多種金屬材質組成的,在含有大量電解質鹽類物質的水中,不同的金屬間就形成了電偶和腐蝕電池,從而對供暖系統金屬產生電化學腐蝕。

 

2 結垢和腐蝕對供暖系統的危害

 

2.1 能耗大幅度增加,運行成本上升

 

供暖系統生成水垢和生物粘泥后,使得換熱器傳熱效率下降,循環水流通面積變小,流通阻力增大,從而導致整個系統的運行能耗大幅度增加,供暖成本增大。

 

上述數據表明,水垢的導熱系數大大低于碳鋼的導熱系數,與磚相近,水垢的產生將嚴重影響板式換熱器的熱遞效率。

 

2.2 系統工作效率下降,影響供熱效果

 

供暖系統結垢后會使熱交換效率下降,介質出口溫度降低,致使進出口介質溫差縮小、供暖效率下降。

 

水垢種類 特征 導熱系數(KJ/m.h.℃)

 

碳酸鹽水垢 堅硬 2.1松軟 0.85～ 4.2

 

硫酸鹽水垢 硬而致密 2.1～ 8.4

 

硅酸鹽水垢 堅硬 0.21～ 0.84

 

混合水垢 硬而致密 2.94

 

碳鋼 126～ 210

 

銅 (紫銅 )1092～ 1428

 

磚1.68～ 3.36

 

水垢引起的傳熱損失(以 CaCO2為主)

 

水垢厚度(mm)0.5 0.8 1.0 1.25 1.6 2.2

 

熱損失(%)3.5 7.0 8.0 10.0 12.5 15.0 2.3

 

縮短設備使用壽命,增加設備維修費用

 

結垢和粘泥的產生將嚴重影響系統的正常運行。為了清除結垢和粘泥必需對板式換熱器進行周期性的清洗和檢修,致使檢修和清洗費用大幅度增加。并且這種費用遠高于系統正常維護保養費用。

 

由于腐蝕的作用,供暖水系統中的金屬材料會受到損傷,這種損傷將使換熱器設備及管道使用壽命縮短,造成供暖水管道和末端設備的潰爛、滲漏,嚴重時甚至將導致換熱器提前報廢。

 

3 清洗供暖系統設備的目的

 

對于供熱系統而言,換熱器板片結垢和微生物粘泥附著是影響其正常運行的主要因素,其對供熱系統的安全、正常和低成本運行影響極大,因而需定期對板式換熱器進行清洗,通過安全有效的清洗可達到如下目的:

 

①徹底清除循環水系統內的各種水垢、微生物粘泥和腐蝕產物,確保系統安全正常運行,以及較高的供暖效率;

 

②降低運行成本,大幅度節約能源,清洗后可使系統耗電量或耗熱量降低 20%～ 30%左右;

 

③在消除腐蝕隱患的同時保護換熱器板片,延長換熱器及管道設備的使用壽命。

 

4 板式換熱器清洗的方法

 

近年來,由于集中供熱的大力推廣、發展,以板式換熱器為主體的換熱設備廣泛應用。但由于水處理工作不到位,導致板式換熱器內結垢、腐蝕,換熱效率下降的現象也極為普遍。為了提高換熱效率,應定期對換熱器進行必要的清洗工作,板式換熱器的清洗一般采用化學藥劑清洗和物理除垢清洗兩種方法。

 

4.1 板片清洗前的準備工作:

 

①關閉換熱器冷介質入口閥門、出口閥門,再關閉熱介質入口閥門、出口閥門,所有閥門的關閉均應快速進行;

 

②打開管道最低處閥門,將設備內殘液排放干凈;

 

③量好板式換熱器固定板與移動板之間的距離 B值,要求從上到下至少為 3～ 4值,尺寸精確至 mm;

 

4.2 化學清洗

 

4.2.1 清洗液選擇:清洗溶液可選用濃度≤5%的硝酸、氨基磺酸、檸檬酸溶液,禁用鹽酸或硫酸溶液(以上清洗液濃度均為體積濃度)。

 

4.2.2 清洗液配置:

 

①配置清洗液的母酸應從正規廠家或商家采購,要有明確的濃度、凈容量、生產單位、生產日期、保質期、使用注意事項等項目的標識及產品合格證;清洗液配置時,配置濃度必須嚴格掌握。如采用硝酸溶液,酸液濃度應根據板片結垢程度確定;

 

②清洗液配置量應根據需清洗板片的數量及結垢程度確定;配置清洗液時,清洗槽應放平,一次配置清洗液量不宜超過清洗槽體積的2/3;配置時水量根據需配置的清洗液量認真核算;

 

③水量計量無準確量具時,可通過清洗槽中水的長×寬×高確定。其中長、寬應為清洗槽內表面數值,高度應待槽中水穩定后在清洗槽中心位置測量,上述數據均應測量 3次取平均值;

 

④配置時母酸量應根據配置的清洗液量認真核算;母酸量計量必須用量杯、量筒等專用器具精確計量;清洗液配置人員應戴防護面罩、橡膠手套;

 

⑤清洗液配置時應將母酸順導流棒緩慢倒入水中,并且不斷攪拌,嚴禁采用向酸中加水的配置方法;配置后未用完的母酸應及時密封,按標牌要求環境進行保存,避免揮發、變性。

 

4.3 安裝掃頻物理除垢設備

 

①物理除垢設備無需添加藥劑，設備安裝之后以掃頻的方式進行除垢。設備的運行方式為24h全自動運行。其成本相當于添加一年藥劑的費用，而設備的壽命差不多在6-8年左右。

 

②設備的安裝無需拆除設備，也無需停工停產，但是需要有安裝位置。