一种城镇再生水板式换热器的在位清洗方法技术

一种城镇再生水板式换热器的在位清洗方法，该清洗方法分两步清洗，第一步清洗使用氧化性杀菌剂，羧基基团螯合剂和分散剂，清洗目标为换热壁面上污垢的表层物质，主要功效为杀灭污垢中的微生物并剥离污垢，同时使污垢中Ｃａ↑［２＋］、Ｍｇ↑［２＋］、Ｆｅ↑［２＋］和Ｆｅ↑［３＋］生成可溶性螯合物，并将大量污垢组分以微粒形态稳定地分散悬浮于水中。第二步清洗使用有机酸除垢除锈剂，氧化性杀菌剂，以及含有羧基基团的螯合剂和分散剂，清洗目标为换热壁面上污垢的底层物质，主要功效为清除无机污垢及残余微生物膜。本发明专利技术提出的清洗方法可适用于３０４、３１６及更加耐蚀不锈钢材质的城镇再生水板式换热器，腐蚀率低，除垢速度快、效果好，板式换热器可长周期安全经济运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种换热器的在位清洗方法，特别涉及一种以城镇再生水为换热介质的板式 换热器的在位清洗方法。
技术介绍
城镇再生水热能冋用是一项具有明显节能减排效益的可再生能源应用技术。虽然城镇再 生水经过污水处理厂多级处理，并达到国标GB18918 —2002规定的排放标准，但其水质仍 然比较复杂，溶有各种离子、悬浮物，特别是含有数量较高的产粘泥异氧菌。由于这些物质 的存在，使得城镇再生水作为换热介质时必将发生结垢和腐蚀危害。例如，再生水源热泵是城镇再生水热能回用的一种典型方式。城镇再生水冬暖夏凉，非 常适宜作为热泵系统的低位冷热源。板式换热器因结构紧凑，占地小，传热系数高，被认为 是城镇再生水热能高效回用的首选换热器之一。冬季制热工况下，利用板式换热器从城镇再生水中取热，低位热量经由热泵系统实现品位提升，最终将屮高品位的热量供给热用户；夏 季制冷工况下，热泵系统将从冷用户取来的热量通过板式换热器释放到城镇再生水中，此时 城镇再生水为载冷介质。而由于上述城镇再生水中杂质的存在，将导致板式换热器内结垢现象发生。特别是在夏 季制冷工况下，板式换热器内温度非常适宜微生物生长繁殖(运行温度在25 30°C)，因此 污垢生长速率较快。结垢现象的发生一方面导致板式换热器传热效果恶化(夏季制冷工况下， 板式换热器连续15天运行，传热系数约下降45%),热泵机组制热系数下降；另一方面污垢 在板片上长时间附着将导致垢下腐蚀现象发生，从而縮短板片寿命。对于板式换热器最常用的是停机拆开清洗，即将板式换热器拆卸后对板片直接进行机械 或化学清洗。由于城镇再生水板式换热器结垢周期较短，如采用上述清洗方式，必将导致板 式换热器的反复拆卸，这种方式一方面严重干扰了系统正常换热过程，另一方面反复拆卸将 加速板式换热器密封条失效，带来不必要的经济损失。特别是对于大型再生水源热泵系统， 板式换热器体积庞大，拆卸难度大为增加，频繁拆卸无法实现。在位清洗技术(Clean—in-place)是一种包括设备、管道、操作规程、清洗剂配方、 有自动控制和监控要求的一整套技术系统。利用在位清洗技术，可在一定的温度、流速K对 板式换热器进行免拆卸清洗，完成污垢的去除，使板式换热器流动换热性能得以恢复。因此， 在位清洗是城镇再生水板式换热器首选的清洗方式。在位清洗成功与否关键在于清洗药剂的 选择和清洗条件的制定。从污垢成分考虑，城镇再生水板式换热器内污垢为以微生物污垢为 主的混合污垢，而目前循环冷却水板式换热器在位清洗的目标大都为析晶污垢和颗粒污垢，鉴于污垢种类差异较大，因此相关清洗经验可参考性不强。从污垢附着状态考虑，城镇再生 水板式换热器中污垢的壁面附着力较大，原因是l)城镇再生水板式换热器的运行温度适中， 有利于微生物污垢的繁殖生长；2)城镇再生水板式换热器板间流动处于旺盛湍流，加速了换 热壁面附近的对流传质，有利于微生物获得充足养料；3)板式换热器材质以不锈钢为主，较 适宜微生物的附着。实验证明，将现有循环冷却水系统清洗药剂直接应用于城镇再生水板式 换热器在位清洗中，存在清洗速率慢，污垢剥离效果差的不足，无法达到恢复板式换热器流 动换热性能的清洗目标。总而言之，鉴于污垢成分、污垢附着状况的特殊性，目前对于城镇再生水板式换热器尚 无可靠的在位清洗方法，这严重制约了城镇再生水热能高效回用技术的推广应用。
技术实现思路
本专利技术旨在提供，利用该方法可快速、高效 地去除换热面上的污垢层，可确保城镇再生水板式换热器安全经济运行。 本专利技术的技术方案如下，其特征在于，该方法按如下步骤进行1) 在投加药剂前，向循环清洗水箱中加水并预热至35~40°。；2) 将乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酸钠依次加入循环清洗水箱中，使得乙二胺四乙酸二钠在循环清洗液中的浓度达到100 150mg/L，聚丙烯酸钠在循环清洗液中的浓度达到 20~25mg/L，混合均匀，待溶液稳定后加入次氯酸钠搅拌至充分混合，次氯酸钠的投加量使 得循环清洗液的消毒剂浓度达到300 500mg/L;3) 开始第一步清洗，清洗温度控制在35~40°C，清洗流量设定为与正常运行工况相 同，清洗时间为1 2小时，清洗结束后将清洗液排净；4) 重复步骤1)，将蓝星LX-056A/B，乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酸钠依次加入循环 清洗水箱中，使得蓝星LX-056A/B在循环清洗液中的浓度达到500 700mg/L，乙二胺四 乙酸二钠在循环清洗液中的浓度达到200 250mg/L，聚丙烯酸钠在循环清洗液中的浓度达 到20~25mg/L，混合均匀，待溶液稳定后加入次氯酸钠搅拌至充分混合，次氯酸钠的投加 量使得循环清洗液的消毒剂浓度达到100 150mg/L;5) 开始第二步清洗，清洗温度控制在35 40°C，清洗流量设定为与正常运行工况相 同，清洗时间为1 2小时，清洗结束后将清洗液排净。城镇再生水板式换热器的在位清洗周期为5 20天。为了获得最佳清洗效果，夏季在位 清洗周期宜为5天，冬季在位清洗周期宜为7天。本专利技术与现有技术相比具有以下优点①本专利技术提出的清洗方法可应用于城镇再生水板 式换热器在位清洗过程，在不拆卸、不挪动设备和管线的情况下完成对板式换热器的除垢、 除锈清洗，可达到恢复板式换热器流动换热性能的目的；②两步法清洗过程有的放矢，第一步清洗目标是污垢表层物质，其中螯合剂和分散剂的存在有助于氧化性杀菌剂功效的发挥， 污垢剥离速率可得以提高；第二步清洗主要清洗目标是污垢底层物质，对于底层物质的进一 歩清除有助于减缓污垢再生长速率，使得换热效率能够长期维持较高水平。③本专利技术提出的 清洗方法是建立在污垢成分分析、微观观察及污垢生长过程在位监测基础上的，所用清洗药 剂经过仔细筛选并进行了实验测试，清洗耗时短，除垢效率高，除垢效果不受季节限制，上 述特性均优于现有清洗方法。 附图说明图1为采用本专利技术提出的清洗方法进行城镇再生水板式换热器在位清洗的工艺流程图。 图中1-待清洗的板式换热器；2-清洗循环泵；3-循环清洗水箱；4-数据采集及控制 系统；5-铂电阻温度传感器；6-不锈钢隔膜密封压差传感器；7-流量计；8-可控温加热器。具体实施方式本专利技术提供的一种城镇再牛水板式换热器的在位清洗方法，该方法按如下步骤进行1) 在投加药剂前，向循环清洗水箱中加水并预热至35 40。C;2) 将乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酸钠依次加入循环清洗水箱中，使得乙二胺四乙酸二 钠在循环清洗液中的浓度达到100 150mg/L，聚丙烯酸钠在循环清洗液中的浓度达到 20~25mg/L，混合均匀；待溶液稳定后加入次氯酸钠搅拌至充分混合，次氯酸钠的投加量使 得循环清洗液的消毒剂浓度达到300 500mg/L;3) 开始第一步清洗，清洗温度控制在35 40°C，清洗流量设定为与正常运行工况相 同，清洗时间为1 2小时，清洗结束后将清洗液排净；4) 重复歩骤l)，将蓝星LX-056A/B、乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酸钠依次加入循环 清洗水箱中，使得蓝星LX-056A/B在循环清洗液中的浓度达到500~700mg/L，乙二胺四 乙酸二钠在循环清洗液中的浓度达到200~250mg/L，聚丙烯酸钠在循环清洗液巾的浓度达 到20 25mg/L，混合均匀；待溶液稳定后加入次氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城镇再生水板式换热器的在位清洗方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行：１）在投加药剂前，向循环清洗水箱中加水并预热至３５～４０℃；２）将乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酸钠依次加入循环清洗水箱中，使得乙二胺四乙酸二钠在循环清洗液 中的浓度达到１００～１５０ｍｇ／Ｌ，聚丙烯酸钠在循环清洗液中的浓度达到２０～２５ｍｇ／Ｌ，混合均匀；待溶液稳定后加入次氯酸钠搅拌至充分混合，次氯酸钠的投加量使得循环清洗液的消毒剂浓度达到３００～５００ｍｇ／Ｌ；３）开始第一步清洗，清 洗温度控制在３５～４０℃，清洗流量设定为与正常运行工况相同，清洗时间为１～２小时，清洗结束后将清洗液排净；４）重复步骤１），将蓝星ＬＸ－０５６Ａ／Ｂ、乙二胺四乙酸二钠和聚丙烯酸钠依次加入循环清洗水箱中，使得蓝星ＬＸ－０５６Ａ／Ｂ在循 环清洗液中的浓度达到５００～７００ｍｇ／Ｌ，乙二胺四乙酸二钠在循环清洗液中的浓度达到２００～２５０ｍｇ／Ｌ，聚丙烯酸钠在循环清洗液中的浓度达到２０～２５ｍｇ／Ｌ，混合均匀；待溶液稳定后加入次氯酸钠搅拌至充分混合，次氯酸钠的投加量使得循环清洗液的消毒剂浓度达到１００～１５０ｍｇ／Ｌ；５）开始第二步清洗，清洗温度控制在３５～４０℃，清洗流量设定为与正常运行工况相同，清洗时间为１～２小时，清洗结束后将清洗液排净。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：昝成，史琳，尤晶，刘长林，李文伟，李瑞霞，黄学勤，王翌，谢栋辉，杏鸿举，
申请(专利权)人：清华大学，北京华清新源科技有限公司，北京市天银地热开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]