對于流體,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,流速對污垢的影響應(yīng)考慮其對污垢沉積和水垢侵蝕的影響。對于各種污垢,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,污垢增長率會降低。但是,在熱交換器的實際運行中,流量的增加會增加能量消耗。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)致積垢生長速率的增加。
(3)傳熱表面材料和表面質(zhì)量:對于常用的碳鋼和不銹鋼,腐蝕產(chǎn)品的沉積會影響結(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。
換熱器污垢大大降低了設(shè)備的熱交換效率,大大增加了能耗,增加了生產(chǎn)成本。熱交換設(shè)備的導(dǎo)熱率隨化學(xué)成分變化很大。由于污垢的導(dǎo)熱性極小,因此結(jié)垢會嚴(yán)重影響熱交換設(shè)備的傳熱性能,并且生產(chǎn)能耗大大增加。國內(nèi)外大量的熱測試結(jié)果表明,該裝置的傳熱面厚度為1mm,熱交換設(shè)備消耗的能量為8%~0%。也就是說,1mm厚的規(guī)??梢允谷济哄仩t燃燒10%以上的煤,這導(dǎo)致工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)成本的顯著增加。
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)備遭到損害的同時降低了運行效率。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,同時增加了能耗,甚至還會因冷卻水的流量不足和壓力降低導(dǎo)致停機、停產(chǎn)。
設(shè)備清洗的作用和目的主要有兩點。
, 恢復(fù)生產(chǎn)。
在工業(yè)生產(chǎn)的過程中,有的時候會因為操作不當(dāng)引起的突發(fā)情況造成個別設(shè)備或者局部管道線路結(jié)垢、堵塞,影響生產(chǎn)的正常運行。對于這時的情況,主要是快速的清除污垢,保證生產(chǎn)裝置可以正常的運轉(zhuǎn),恢復(fù)正常生產(chǎn)狀態(tài)。
第二, 恢復(fù)裝置生產(chǎn)效率。
比如化工設(shè)備結(jié)垢造成換熱器等設(shè)備傳遞熱量熱系數(shù)減少,管道流通面積的減少或者流通阻力增大,使能、物等消耗增加,生產(chǎn)效率明顯下降。這時通過清洗除垢來恢復(fù)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率。