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防止换热器结垢的措施

更新时间:20/05/05 13:52:05   分    享:
  换热器结垢后增加了传热阻力降低了传热速率,若用提高温差来增加传热推动力,必然又增加了能量消耗。此外还缩小了流通截面积,使压降增加,泵功耗增大。因结垢严重而停运,可能会造成产品质量下降或停运期间的生产损失。因此换热器防垢、除垢是非常必要的。
  对于常用的换热器而言,根据结垢机理,一般将污垢分为以下几类:
  (1)析晶污垢:指在过饱和流动的液体中溶解的无机盐结晶而沉积于换热器的表面所形成的污垢,就称为析晶污垢。水垢是工业设备中常见的积垢,在水冷却系统中,由于水中过饱和的钙,镁盐类由于温度,pH等变化而从水中结晶沉积在换热器表面,即形成了水垢。
  (2)微粒型污垢:流体系统中悬浮的固体颗粒如砂粒,灰尘,炭黑,在换热面上的积聚而形成的污垢。
  (3)化学反应污垢:加热表面与流体之间,由于自氧化和聚合反应即化学反应而造成的沉积物形成。
  (4)腐蚀型污垢:由于流体具有腐蚀性或含有腐蚀性的杂质而腐蚀换热面,产生腐蚀产物沉积于换热面上而形成污垢。
  (5)生物型污垢:是由微生物群体及其排泄物与化学污染物,泥浆等组分粘附在换热管,管道等壁面上形成的胶粘状沉积物,称生物型污垢。
  (6)凝固污垢:在过冷的换热面上,清洁液体或多组分溶液的高溶解组分凝固沉积而形成的污垢。
  防止结垢采取的措施包括以下几个方面:
  一、 设计阶段应采取的措施
  在换热器的设计阶段,应考虑换热器容易清洗和维修、应取少的死区和低流速区;换热器内流速分布应均匀,以避免较大的速度梯度,确保温度分布均匀;在保证合理的压力降和不造成腐蚀的前提下,提高流速有助于减少污垢;应考虑换热器表面温度对污垢形成的影响。
  二、运行阶段污垢的控制
  1、在运行时,为满足工艺需要,需调节流速和温度,从而与设计条件不同,然而应通过旁路系统尽量维持设计条件(流速和温度)以延长运行时间,推迟污垢的发生。
  2、运行参数控制在换热器运行时,进口物料条件可能变化,因此要定期测试流体中结垢物质的含量、颗粒大小和液体的pH值。
  3、换热设备维修过程中产生的焊点、划痕等可能加速结垢过程形成;流速分布不均可能加速腐蚀,能加速颗粒沉积和换热器的化学反应结垢的形成。用不洁净的水进行水压试验,可引起腐蚀污垢的加速形成。
  4、针对不同类型结垢机理,可用不同的添加剂来减少或消除结垢形成。如生物灭剂和抑制剂、结晶改良剂、分散剂、絮凝剂、缓蚀剂、化学反应抑制剂和适用于燃烧系统中防止结垢的添加剂等。
  5、结垢随着流体中结垢物质浓度的增加而增强,对于颗粒污垢可通过过滤、凝聚与沉淀来去除;对于结疤类物质,可通过离子交换或化学处理来去除;紫外线、超声、磁场、电场和辐射处理紫外线对杀死细菌非常有效,超强超声可有效抑制生物污垢等。
  三、清洗去除污垢
  换热器在清洗后,可以恢复胶垫的韧性和钢性,还可以恢复换热效率,延长换热器的使用寿命。化学清洗技术是一种广泛应用的方法,有时在设备运行时,也能进行清洗,但其主要缺点是化学清洗液不稳定,对换热器和连结管处有腐蚀。机械清洗技术通常用在除去壳侧的污垢,先将管束取出,沉浸在不同的液体中,使污垢泡软、松动,然后用机械方法除去垢层。
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