對(duì)于流體,影響換熱器規(guī)模的主要因素如下:
(1)流體流速:在換熱器中,流速對(duì)污垢的影響應(yīng)考慮其對(duì)污垢沉積和水垢侵蝕的影響。對(duì)于各種污垢,與污垢沉積相比,由于流速的增加,侵蝕速率增加。速率更加明顯,因此隨著流速的增加,污垢增長(zhǎng)率會(huì)降低。但是,在熱交換器的實(shí)際運(yùn)行中,流量的增加會(huì)增加能量消耗。因此,流速不是盡可能高,應(yīng)考慮能耗和污垢。
(2)傳熱壁溫度:溫度在化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢和鹽結(jié)晶結(jié)垢中起著重要作用。流體溫度的升高通常會(huì)導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速度和結(jié)晶速度的提高,這將影響積垢量,并導(dǎo)致積垢生長(zhǎng)速率的增加。
(3)傳熱表面材料和表面質(zhì)量:對(duì)于常用的碳鋼和不銹鋼,腐蝕產(chǎn)品的沉積會(huì)影響結(jié)垢;使用耐蝕性好的石墨、陶瓷等非金屬材料的,規(guī)模是不容易發(fā)生的。傳熱表面材料的表面質(zhì)量會(huì)影響污垢的形成和沉積。表面粗糙度越大,污垢的形成和沉積就越有利。
換熱器結(jié)垢使換熱器的導(dǎo)熱狀況惡化,結(jié)垢?jìng)鳠崮芰Σ?,造成水泡、裂紋、爆炸等事故。換熱器傳熱表面結(jié)垢后,換熱器高溫側(cè)的溫度不能迅速傳遞到低溫介質(zhì)中,使換熱表面金屬壁的溫度不斷升高,達(dá)到蠕變溫度。當(dāng)金屬壁溫達(dá)到或超過蠕變溫度時(shí),金屬的力學(xué)性能(如韌性和塑性)明顯惡化,拉伸強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度大大降低,在高溫下容易燒損變形。在設(shè)備帶壓運(yùn)行的情況下,由于壓力強(qiáng)度急劇下降,過熱管壁會(huì)產(chǎn)生氣泡、裂紋、泄漏甚至爆炸。據(jù)我國(guó)部分省市技術(shù)監(jiān)督部門統(tǒng)計(jì),60%以上的鍋爐事故是由結(jié)垢和水質(zhì)引起的。
板式換熱器清洗的污垢是什么
1. 以水-水為交換方式的板式換熱器,在其清洗過程中,需要去除的污垢主要是水垢。因?yàn)樗睦錈峤橘|(zhì)都是水,且溫度都保持在70℃和90℃之間,容易導(dǎo)致水中產(chǎn)生的各種鹽類如硫酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽等在受熱后分解。當(dāng)溶解度降低后,水中便會(huì)析出晶體,形成水垢附著在傳熱片上,這類污垢很難清除。
2.以汽-水為交換方式的板式換熱器,在清洗過程中,需要去除的污垢主要有油污、雜物碎屑、沉淀性泥狀物和一些小顆粒的塵土和泥沙。雖然這類污垢的體積比較大,但是它們和水垢相比都較為柔軟和疏松,在板式換熱器清洗過程中很容易除去。
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展,冷卻水的使用量越來越大,同時(shí)大量循環(huán)交換設(shè)備中存在的水垢由于得不到科學(xué)的清洗,導(dǎo)致了能源的消耗和環(huán)境的破壞,在設(shè)備遭到損害的同時(shí)降低了運(yùn)行效率。冷卻水在熱交換過程中,由于冷媒流體(冷凍水)吸收了工作流體(冷卻水)的熱量,使其溫度上升,此時(shí)原來溶于水中的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2在溫度的作用下析出CO2生成微溶于水的CaCO3和MgCO3。當(dāng)這些結(jié)晶物不斷地沉積于換熱器表面,便形成了很硬的水垢,不但影響了換熱效率,同時(shí)增加了能耗,甚至還會(huì)因冷卻水的流量不足和壓力降低導(dǎo)致停機(jī)、停產(chǎn)。