常用換熱器。根據(jù)縮放機(jī)制,縮放一般分為以下幾類:
(1)結(jié)晶規(guī)模:例如,水冷卻系統(tǒng),由于水中的鈣和鎂鹽過(guò)飽和,它們從水中結(jié)晶,并因溫度、ph值等的變化而沉積在熱交換器的表面,形成規(guī)模;
(2)顆粒結(jié)垢:懸浮在熱交換表面上的流體中的伴隨顆粒的積累;
(3)化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢:化學(xué)反應(yīng)引起的同系物沉積;
(4)腐蝕尺度:傳熱介質(zhì)腐蝕換熱表面,產(chǎn)生沉積在加熱表面形成污垢的腐蝕產(chǎn)物;
(5)生物結(jié)垢:對(duì)于常用的冷卻水系統(tǒng),工業(yè)用水巾通常含有微生物及其所需的營(yíng)養(yǎng)成分。這些微生物種群繁殖,它們的群體和它們的排泄物在泥漿的熱交換表面形成生物污垢 ;
(6)凝結(jié)結(jié)垢:在過(guò)冷換熱表面,純液體或多組分溶液的高溶性組分凝結(jié)沉積在一起。上述分類僅表明一個(gè)過(guò)程是形成這種污垢的主要過(guò)程。結(jié)垢往往是各種過(guò)程相互作用的結(jié)果,因此換熱器表面的實(shí)際結(jié)垢往往與各種結(jié)垢混在一起 ;
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。
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展,冷卻水的使用量越來(lái)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(guò)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(lái)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)。
可造成規(guī)模下的腐蝕損傷,造成設(shè)備穿孔滲漏,縮短設(shè)備換熱設(shè)備熱傳遞表面的使用壽命,其密度、厚度和化學(xué)成分通常是不均勻的,這種土壤覆蓋不均勻,導(dǎo)致金屬表面電化學(xué)不均勻,容易引起化學(xué)腐蝕反應(yīng)。腐蝕的結(jié)果是部分金屬損壞和變薄,腐蝕可以達(dá)到穿透設(shè)備鋼板的程度,導(dǎo)致設(shè)備泄漏、斷裂甚至失效,從而增加了設(shè)備的維護(hù)成本。如果腐蝕嚴(yán)重,設(shè)備將提前報(bào)廢。