Cách làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hiệu quả

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đã trở nên phổ biến trong vài thập kỷ qua so với bộ trao đổi nhiệt dạng ống. Nó chung, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm có hiệu suất truyền nhiệt hiệu quả hơn và chiếm ít diện tích hơn dạng ống. Những yếu tố này đã giúp thúc đẩy sự quan tâm đến các bộ trao đổi nhiệt dạng tấm như một giải pháp thay thế cho trao đổi nhiệt dạng ống.

Tuy nhiên trong một khoảng thời gian vận hành máy có thể bị bám cặn bẩn, khiến hiệu suất máy bị giảm và rút ngắn tuổi thọ của máy. Vậy nên việc làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm và bảo trì thiết bị định kỳ là điều vô cùng cần thiết. Có hai phương pháp để làm sạch thiết bị: Làm sạch tại chỗ, được thực hiện bằng cách luân chuyển hoá chất qua các kênh của bộ trao đổi nhiệt hoặc tháo rời các tấm khỏi khung và làm sạch từng tấm bằng nước có áp suất cao, hoá chất hoặc một phương pháp cơ học.

1. Tại sao phải làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm?

Trao đổi nhiệt dạng tấm là thiết bị có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất của nhiều ngành công nghiệp. PHE được sử dụng để làm nóng, làm lạnh, bay hơi, ngưng tụ, thu hồi nhiệt, thanh trùng và tiệt trùng các chất lỏng khác nhau. Bằng cách trao đổi nhiệt giữa các chất lỏng qua các tấm kim loại được gắn vào khung của thiết bị.

Các tấm kim loại có diện tích lớn và được làm bằng các vật liệu có khả năng dẫn nhiệt cao như đồng, inox, titan,… để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt giữa các chất lỏng.

1.1. Nguyên nhân gây bám cặn

Tuy nhiên, sau một thời gian hoạt động, các tấm kim loại có thể bị bám cặn bẩn do các nguyên nhân sau:

• Các tạp chất trong chất lỏng: Các chất lỏng có thể mang theo các tạp chất như cát, bùn, rong rêu, vi sinh vật,… khi đi qua các tấm trao đổi nhiệt. Các tạp chất này có thể gây ra hiện tượng tắc nghẽn hoặc bám vào các tấm kim loại.
• Phản ứng hoá học giữa các chất lỏng và kim loại: Các chất lỏng có thể có tính axit hoặc kiềm khiến cho các tấm kim loại bị ăn mòn hoặc sinh ra các muối kim loại. Các muối kim loại này có thể gây ra hiện tượng ăn mòn tiếp tục hoặc bám vào các tấm kim loại.
• Nhiệt độ cao: Nếu bộ trao đổi nhiệt hoạt động ở nhiệt độ cao, có thể xảy ra hiện tượng kết tủa của các chất tan trong chất lỏng. Ví dụ như canxi cacbonat hay canxi sunfat trong nước cứng. Các kết tủa này có thể gây ra hiện tượng ăn mòn hoặc bám vào các tấm kim loại.

1.2. Hậu quả của cặn bẩn lâu ngày

Cặn bẩn không chỉ làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của máy mà còn có thể gây ra các vấn đề như:

• Môi chất không đủ nóng hoặc lạnh: Khi cặn bẩn bám vào các tấm kim loại, sẽ làm giảm khả năng dẫn nhiệt của chúng. Do đó, môi chất không được trao đổi nhiệt hiệu quả và không đạt được điều kiện cần thiết cho quá trình sản xuất.
• Tổn hao năng lượng: Khi cặn bẩn làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của thiết bị, sẽ yêu cầu một lượng năng lượng lớn hơn để duy trì quá trình trao đổi nhiệt. Điều này gây ra lãng phí năng lượng và chi phí vận hành cao hơn.
• Rò rỉ: Khi cặn bẩn gây ra hiện tượng ăn mòn hoặc kết tủa của các muối kim loại, có thể gây ra những lỗ rỗng hoặc khe hở trên các tấm kim loại. Điều này có thể dẫn đến rò rỉ của môi chất qua các khe hở và gây ra nguy cơ ô nhiễm hoặc tai nạn trong lúc làm việc.

1.3. Lợi ích của việc làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Vì vậy, việc làm sạch và bảo trì thiết bị trao đổi nhiệt định kỳ là điều cần thiết để duy trì hiệu quả hoạt động và tuổi thọ của thiết bị. Bên cạnh đó, việc làm sạch máy kịp thời và đúng cách còn mang lại một số lợi ích như:

• Phục hồi tấm trao đổi nhiệt về tình trạng ban đầu để duy trì hiệu suất truyền nhiệt.
• Giảm thời gian ngừng máy và tiết kiệm chi phí bảo trì máy.
• Giảm mức tiêu thụ năng lượng, giảm khí thải carbon ra môi trường.

2. Làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm bằng hoá chất

Làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm bằng hoá chất là một phương pháp được sử dụng khi PHE bị bám cặn bẩn nặng và không thể làm sạch bằng cách thủ công. Phương pháp này liên quan đến việc luân chuyển một dung dịch hoá chất chuyên dụng qua các kênh của thiết bị để hoà tan và loại bỏ cặn bẩn. Dung dịch hoá chất thường là một loại axit có khả năng ức chế, có nghĩa là nó sẽ hoà tan cặn bẩn mà không ăn mòn kim loại. Các loại axit thường được sử dụng là axit nitric, axit citric, axit phosphoric, axit sulfuric,… tùy thuộc vào loại cặn bẩn và vật liệu của máy trao đổi nhiệt.

Để thực hiện quá trình làm sạch máy bằng hoá chất, ta cần có một hệ thống CIP (Cleaning In Place) gồm một máy bơm, một bình chứa dung dịch hoá chất, các ống dẫn và các van điều khiển. Hệ thống CIP được kết nối với PHE qua các cổng vào và ra của thiết bị. Quá trình làm sạch các tấm bằng hoá chất gồm các bước sau:

• Bước 1: Xả nước và các chất lỏng khác ra khỏi bộ trao đổi nhiệt.
• Bước 2: Bơm dung dịch hoá chất vào máy và để nó lưu thông trong một khoảng thời gian nhất định (thường từ 2 đến 8 giờ) để hoà tan cặn bẩn.
• Bước 3: Xả dung dịch hoá chất ra khỏi thiết bị và thu hồi lại để tái sử dụng hoặc xử lý an toàn.
• Bước 4: Bơm nước sạch vào thiết bị trao đổi nhiệt và để nó lưu thông trong một khoảng thời gian nhất định (thường từ 30 phút đến 1 giờ) để rửa sạch các dư lượng hoá chất và cặn bẩn.
• Bước 5: Xả nước sạch ra khỏi PHE và đưa thiết bị vào hoạt động trở lại.

Lợi ích của việc làm sạch máy trao đổi nhiệt dạng tấm bằng hoá chất là:

• Không cần phải tháo rời thiết bị ra khỏi hệ thống, tiết kiệm thời gian và công sức.
• Có thể loại bỏ được các loại cặn bẩn khó làm sạch bằng cách thủ công như kết tủa, ăn mòn, sinh học,…
• Có thể duy trì được hiệu suất truyền nhiệt và tuổi thọ của thiết bị.

Tuy nhiên, việc làm sạch PHE bằng hoá chất cũng có một số hạn chế như:

• Cần phải lựa chọn dung dịch hoá chất phù hợp với loại cặn bẩn và vật liệu của máy, tránh gây ra hiện tượng ăn mòn quá mức hoặc không hiệu quả.
• Cần phải tuân thủ các quy định an toàn khi sử dụng hoá chất, tránh gây nguy hiểm cho con người và môi trường.
• Cần phải có hệ thống CIP riêng biệt cho bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, tốn chi phí đầu tư và vận hành.

3. Làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấm bằng cách tháo rời và làm sạch từng tấm

Làm sạch bộ trao đổi nhiệt dạng tấmbằng cách tháo rời và làm sạch từng tấm là một phương pháp được sử dụng khi máy trao đổi nhiệt không thể làm sạch được bằng hoá chất hoặc khi cần kiểm tra, bảo dưỡng hoặc thay thế các linh kiện của thiết bị. Phương pháp này liên quan đến việc tháo rời các tấm kim loại khỏi khung của thiết bị và làm sạch từng tấm bằng nước áp lực cao, hoá chất hoặc các công cụ cơ học.

Để thực hiện quá trình làm sạch thiết bị bằng cách tháo rời và làm sạch từng tấm, ta cần có một không gian rộng rãi để làm việc, các công cụ như tuýp, kéo, dao,… và các dung dịch hoá chất phù hợp. Quá trình làm sạch bộ trao đổi nhiệt bằng cách tháo rời và làm sạch từng tấm gồm các bước sau:

• Bước 1: Xả nước và các chất lỏng khác ra khỏi bộ trao đổi nhiệt
• Bước 2: Tháo rời các bu lông giữ khung của thiết bị và kéo khung ra để tiếp cận được các tấm kim loại.
• Bước 3: Tháo rời các tấm kim loại khỏi khung của thiết bị và kiểm tra tình trạng của chúng. Nếu có tấm nào bị hỏng, cong vênh, rò rỉ,… thì nên thay thế ngay.Bước 4: Làm sạch từng tấm kim loại theo một trong các cách sau:
  • Sử dụng máy phun rửa áp lực cao để xịt nước vào các khe hở giữa các tấm kim loại. Để loại bỏ các tác nhân gây cặn bẩn.
  • Sử dụng dung dịch hoá chất để ngâm các tấm kim loại trong một khoảng thời gian nhất định. Để hoà tan các tác nhân gây cặn bẩn. Sau đó xả lại với nước sạch.
  • Sử dụng các công cụ cơ học như dao, kéo,… để gỡ ra các tác nhân gây cặn bẩn khỏi các tấm kim loại.

• Bước 5: Lắp ráp lại các tấm kim loại vào khung của thiết bị theo đúng trình tự ban đầu. Đảm bảo rằng các gioăng cao su được đặt đúng vị trí để ngăn ngừa rò rỉ.
• Bước 6: Siết lại các bu lông giữ khung của thiết bị với lực siết phù hợp. Không siết quá chặt hay quá lỏng để tránh gây hư hỏng cho thiết bị.
• Bước 7: Đưa thiết bị vào hoạt động trở lại.

4. Lợi ích của việc làm sạch thiết bị trao đổi nhiệt

Việc làm sạch thiết bị định kỳ và đúng cách. Mang lại nhiều lợi ích cho quá trình sản xuất và vận hành của thiết bị. Một số lợi ích chính là:

• Tăng hiệu suất truyền nhiệt: Khi máy được làm sạch. Các tấm kim loại sẽ có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn. Giúp cho quá trình trao đổi nhiệt giữa các chất lỏng diễn ra hiệu quả hơn. Điều này sẽ giúp cho môi chất đạt được nhiệt độ mong muốn. Cho quá trình sản xuất, cũng như giảm thiểu tổn hao năng lượng.
• Giảm rủi ro rò rỉ: Khi bộ trao đổi nhiệt được làm sạch. Các tấm kim loại sẽ không bị ăn mòn hoặc kết tủa của các muối kim loại. Giảm nguy cơ xảy ra các lỗ rỗng hoặc khe hở trên bề mặt kim loại. Điều này sẽ ngăn ngừa rò rỉ của môi chất qua các khe hở, gây ra ô nhiễm hoặc tai nạn. Ngoài ra, việc làm sạch thiết bị cũng giúp cho các gioăng cao su được bảo vệ tốt hơn. Không bị hư hỏng do hoá chất hoặc nhiệt độ cao.
• Tăng tuổi thọ của thiết bị: Khi máy trao đổi nhiệt được làm sạch. Các tấm kim loại sẽ không bị bám cặn bẩn, gây ra hiện tượng ăn mòn hoặc kết tủa. Điều này sẽ giúp cho các tấm kim loại giữ được độ bền và khả năng chịu áp suất cao. Đồng thời, việc làm sạch PHE cũng giúp cho các linh kiện khác của thiết bị như khung, bu lông, van,… được bảo dưỡng và vận hành tốt hơn. Từ đó, kéo dài tuổi thọ của thiết bị và giảm chi phí thay thế.

5. Cách giảm thiểu sự hình thành cặn bẩn trên tấm trao đổi nhiệt?

• Chọn loại PHE phù hợp với điều kiện hoạt động (nhiệt độ, lưu lượng, áp suất,…). Và đặc tính của chất lỏng (độ nhớt, pH, độ cứng,…) để tránh gây ra hiện tượng kết tủa, ăn mòn, sinh học,…
• Sử dụng các bộ lọc ngược dòng để loại bỏ các tạp chất trong chất lỏng trước khi đi qua PHE. Các tạp chất có thể gây ra hiện tượng tắc nghẽn hoặc bám vào các tấm kim loại.
• Điều chỉnh vận tốc của chất lỏng trong PHE. Để đạt được một mức cân bằng giữa hiệu quả truyền nhiệt và độ bám cặn. Nếu vận tốc quá thấp, sẽ dễ bị bám cặn do không có đủ lực cắt để loại bỏ các tác nhân gây cặn. Nếu vận tốc quá cao, sẽ dễ bị ăn mòn do có quá nhiều ma sát giữa chất lỏng và kim loại.
• Điều chỉnh nhiệt độ của chất lỏng trong PHE. Để tránh gây ra hiện tượng kết tủa của các chất tan trong chất lỏng. Nếu nhiệt độ quá cao, sẽ làm giảm độ tan của các chất như canxi cacbonat hay canxi sunfat trong nước cứng. Nếu nhiệt độ quá thấp, sẽ làm giảm khả năng diệt khuẩn của chất lỏng. Và tạo điều kiện cho sự phát triển của vi sinh vật.
• Sử dụng các phụ gia hoá học để ngăn ngừa hoặc làm giảm hiện tượng ăn mòn, kết tủa, sinh học,… Các phụ gia hoá học có thể là các chất ức chế ăn mòn, các chất khử cặn. Các chất diệt khuẩn,… Tuy nhiên, cần phải lựa chọn các phụ gia hoá học phù hợp với loại cặn bẩn và vật liệu của PHE. Tránh gây ra hiện tượng ăn mòn quá mức hoặc không hiệu quả.
• Áp dụng các lớp phủ bảo vệ cho các bề mặt kim loại của PHE. Để ngăn ngừa sự bám dính và hấp thụ của các tác nhân gây cặn. Các lớp phủ bảo vệ có thể là các lớp vô cơ như oxit kim loại. Hay các lớp hữu cơ như polymer hay sơn. Các lớp phủ bảo vệ có tác dụng làm giảm ma sát giữa kim loại và chất lỏng. Ngăn ngừa sự tương tác hoá học giữa kim loại và chất lỏng. Và làm giảm khả năng ăn mòn của kim loại.

Ngoài ra, bạn cũng nên thực hiện vệ sinh và bảo trì PHE định kỳ. Để loại bỏ cặn bẩn đã hình thành trên PHE. Bạn có thể sử dụng hai phương pháp là làm sạch tại chỗ (CIP). Hoặc tháo rời và làm sạch từng tấm. Bạn có thể tham khảo thêm chi tiết về hai phương pháp này trong bài viết trên.

6. Mẹo hay để giữ cho thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm của bạn ở điều kiện tốt nhất

• Hãy đảm bảo rằng điều kiện hoạt động (nhiệt độ và lưu lượng). Đáp ứng các thông số kỹ thuật của thiết kế.

• Thông gió cho bộ trao đổi nhiệt khi khởi động. Nhưng mở và đóng van từ từ để tránh dao động áp suất và xảy ra hiện tượng búa nước.

• Sử dụng bộ lọc ngược dòng để loại bỏ cặn bẩn và bảo vệ bộ trao đổi nhiệt.

• Kiểm tra hàng ngày để phát hiện bất kỳ thay đổi nào. Về nhiệt độ, áp suất và bất kỳ dấu hiệu rò rỉ bên ngoài nào.

• Thường xuyên giữ cho các bu lông sạch sẽ và được bôi trơn tốt.

• Sử dụng công nghệ phát hiện tình trạng để tránh mở bộ trao đổi nhiệt để kiểm tra

• Sử dụng vệ sinh tại chỗ (CIP) để tránh phải mở thiết bị để làm sạch

• Luôn giữ thiết bị sạch sẽ và khô ráo. Nếu bộ trao đổi nhiệt không hoạt động, hãy xả bằng nước sạch

• Bảo vệ bộ trao đổi nhiệt khỏi nước bắn vào. Và tránh tiếp xúc với tita UV và ozone thường được tạo ra bởi nguồn điện.

• Chỉ sử dụng các phụ tùng thay thế chính hãng cho bộ trao đổi nhiệt. Để đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt và tuổi thọ của thiết bị. Ngoài ra, nên giữ các phụ tùng thay thế quan trọng sẵn trong kho. Và làm theo hướng dẫn bảo quản.

7. Kết luận

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm là một thiết bị quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Có nhiều ưu điểm so với SHE như hiệu suất truyền nhiệt cao hơn. Chiếm ít diện tích hơn, dễ tháo rời và vệ sinh hơn. Tuy nhiên, sau một thời gian hoạt động, bộ trao đổi nhiệt có thể bị bám cặn bẩn do các tạp chất trong chất lỏng. Hoặc do phản ứng hoá học giữa các chất lỏng và kim loại. Cặn bẩn không chỉ làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của PHE. Mà còn có thể gây ra các vấn đề như rò rỉ, ăn mòn, tắc nghẽn,…

Do đó, việc làm sạch và bảo trì máy định kỳ và đúng cách. Là điều cần thiết để duy trì hiệu quả hoạt động và tuổi thọ của thiết bị. Có hai phương pháp để làm sạch PHE hiệu quả. Làm sạch tại chỗ (CIP) và tháo rời và làm sạch từng tấm. Mỗi phương pháp có những ưu và nhược điểm riêng. Tùy thuộc vào loại cặn bẩn và tình trạng của thiết bị. Mà ta có thể lựa chọn phương pháp phù hợp. Bên cạnh đó, ta cũng nên tuân thủ một số mẹo hay. Để giữ cho bộ trao đổi nhiệt luôn ở điều kiện tốt nhất.

Nếu bạn đang có nhu cầu về thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Hoặc dịch vụ vệ sinh máy trao đổi nhiệt chuyên nghiệp, bạn có thể liên hệ với. Công Ty Cổ Phần Kỹ Thuật Công Nghệ DTP – đơn vị uy tín và chuyên nghiệp trong lĩnh vực này. Chúng tôi không chỉ cung cấp các thiết bị PHE chính hãng Sondex, Alfa Laval, Gea, Tranter,… mà còn mang đến cho bạn dịch vụ vệ sinh PHE giá rẻ và hiệu quả nhất.

DTP nơi cung cấp dịch vụ vệ sinh thiết bị trao đổi nhiệt chuyên nghiệp

Công Ty Cổ Phần Kỹ Thuật Công Nghệ DTP là địa chỉ chuyên phân phối các thiết bị trao đổi nhiệt chính hãng Sondex, Alfa Laval, Gea, Tranter,.. và các linh kiện bộ trao đổi nhiệt. Ngoài ra chúng tôi còn mang đến cho quý khách hàng dịch vụ bảo dưỡng. Vệ sinh thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm giá rẻ và chuyên nghiệp nhất. Nếu quý khách hàng quan tâm đến sản phẩm và dịch vụ trên. Vui lòng liên hệ với chúng tôi qua:

Nhân viên kinh doanh

Liên hệ: Mr. Huy

Mobile/Zalo: 0968803450

Email: sales02@dtptech.vn

Công Ty Cổ Phần Kỹ Thuật Công Nghệ DTP rất hân hạnh được phục vụ quý khách hàng!