現(xiàn)在換熱器已在各行各業(yè)中應(yīng)用,而且效果很明顯,所謂有利也有鄙,換熱器也是有缺點(diǎn)的.比如換熱器很容易結(jié)垢,這就是換熱器一個(gè)常見的問題.而且也很麻煩,今天就來分析下,換熱器為什么會(huì)結(jié)垢,以及結(jié)垢后的是如何處理的.
先看看換熱器為什么會(huì)結(jié)垢,原因很簡單,第一點(diǎn),換熱器設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候,所在的環(huán)境是結(jié)垢形成的一個(gè)很大的原因.比如有的換熱器裝在車間內(nèi),車間內(nèi)灰塵多,時(shí)間長了就成了垢,還有的換熱器裝在水中,時(shí)間長了,水中懸浮物也很容易結(jié)垢.類似這樣的情況都會(huì)產(chǎn)生垢.看看常見的垢的種類吧,
1)顆粒污垢:懸浮于流體的固體微粒在換熱表面上的積聚。這種污垢也包括較大固態(tài)微粒在水平換熱面上因重力作用形成的沉淀層,即所謂沉淀污垢和其他膠體微粒的沉積。
2)結(jié)晶污垢:溶解于流體中的無機(jī)鹽在換熱表面上結(jié)晶而形成的沉積物,通常發(fā)生在過飽和或冷卻時(shí)。典型的污垢如冷卻水側(cè)的碳酸鈣、硫酸鈣和二氧化硅結(jié)垢層。
3)化學(xué)反應(yīng)污垢:在傳熱表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的污垢,傳熱面材料不參加反應(yīng),但可作為化學(xué)反應(yīng)的一種催化劑。4)腐蝕污垢:具有腐蝕性的流體或者流體中含有腐蝕性的雜質(zhì)對換熱表面腐蝕而產(chǎn)生的污垢。通常,腐蝕程度取決于流體中的成分、溫度及被處理流體的 pH 值。
4)生物污垢:除海水冷卻裝置外,一般生物污垢均指微生物污垢。其可能產(chǎn)生粘泥,而粘泥反過來又為生物污垢的繁殖提供了條件,這種污垢對溫度很敏感,在適宜的溫度條件下,生物污垢可生成可觀厚度的污垢層。
5)凝固污垢:流體在過冷的換熱面上凝固而形成的污垢。例如當(dāng)水低于冰點(diǎn)而在換熱表面上凝固成冰。溫度分布的均勻與否對這種污垢影響很大。
防止結(jié)垢的技術(shù)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):
1)防止結(jié)垢形成;
2)防止結(jié)垢后物質(zhì)之間的粘結(jié)及其在傳熱表面上的沉積;
3)從傳熱表面上除去沉積物。
防止結(jié)垢采取的措施包括以下幾個(gè)方面:
1. 設(shè)計(jì)階段應(yīng)采取的措施在板式換熱器的設(shè)計(jì)階段,考慮潛在污垢時(shí)的設(shè)計(jì),應(yīng)考慮如下 6 個(gè)方面:
1)換熱器容易清洗和維修(如板式換熱器);
2)換熱設(shè)備安裝后,清洗污垢時(shí)不需拆卸設(shè)備,即能在工作現(xiàn)場進(jìn)行清洗;
3)應(yīng)取最少的死區(qū)和低流速區(qū);
4)換熱器內(nèi)流速分布應(yīng)均勻,以避免較大的速度梯度,確保溫度分布均勻(如折流板區(qū));
5)在保證合理的壓力降和不造成腐蝕的前提下,提高流速有助于減少污垢;
6)應(yīng)考慮換熱表面溫度對污垢形成的影響。
2. 運(yùn)行階段污垢的控制
1)維持設(shè)計(jì)條件 由于在設(shè)計(jì)換熱器時(shí),采用了過余的換熱面積,在運(yùn)行時(shí),為滿足工藝需要,需調(diào)節(jié)流速和溫度,從而與設(shè)計(jì)條件不同,然而應(yīng)通過旁路系統(tǒng)盡量維持設(shè)計(jì)條件(流速和溫度)以延長運(yùn)行時(shí)間,推遲污垢的發(fā)生。
2)運(yùn)行參數(shù)控制在換熱器運(yùn)行時(shí),進(jìn)口物料條件可能變化,因此要定期測試流體中結(jié)垢物質(zhì)的含量、顆粒大小和液體的 pH 值。
3)維修措施良好 換熱設(shè)備維修過程中產(chǎn)生的焊點(diǎn)、劃痕等可能加速結(jié)垢過程形成,流速分布不均可能加速腐蝕,流體泄漏到冷卻水中,可為微生物提供營養(yǎng),對空氣冷卻器周圍空氣中灰塵缺少排除措施,能加速顆粒沉積和換熱器的化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢的形成。用不潔凈的水進(jìn)行水壓試驗(yàn),可引起腐蝕污垢的加速形成。
4)使用添加劑 針對不同類型結(jié)垢機(jī)理,可用不同的添加劑來減少或消除結(jié)垢形成。如生物滅劑和抑制劑、結(jié)晶改良劑、分散劑、絮凝劑、緩蝕劑、化學(xué)反應(yīng)抑制劑和 適用于燃燒系統(tǒng)中防止結(jié)垢的添加劑等。
5)減少流體中結(jié)垢物質(zhì)濃度 通常,結(jié)垢隨著流體中結(jié)垢物質(zhì)濃度的增加而增強(qiáng),對于顆粒污垢可通過過濾、凝聚與沉淀來去除;對于結(jié)疤類物質(zhì),可通過離子交換或化學(xué)處理來去除;紫外線、超聲、磁場、電場和輻射處理紫外線對殺死細(xì)菌非常有效,超強(qiáng)超聲可有效抑制生物污垢,現(xiàn)在的研究還有磁場、電場和輻射處理裝置,結(jié)論有待進(jìn)一步研究。
3. 化學(xué)或機(jī)械清洗技術(shù)化學(xué)清洗技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用的方法,有時(shí)在設(shè)備運(yùn)行時(shí),也能進(jìn)行清洗,但其主要缺點(diǎn)是化學(xué)清洗液不穩(wěn)定,對換熱器和連結(jié)管處有腐蝕。機(jī)械清洗技術(shù)通常用在除去殼側(cè)的污垢,先將管束取出,沉浸在不同的液體中,使污垢泡軟、松動(dòng),然后用機(jī)械方法除去垢層。
4. 機(jī)械在線除垢技術(shù)
1)使用磨粒 在流體中加入固體顆粒來摩擦換熱器表面,以清除污垢,但對換熱器表面易產(chǎn)生腐蝕。
2)海綿膠球連續(xù)除垢主要應(yīng)用于電站凝汽器中冷卻水側(cè)的污垢清除,海綿膠球在換熱器管內(nèi)通過泵打循環(huán),膠球比管子直徑略大,通過管子的每只膠球輕微地壓迫