清洗云探究换热器结垢的原因

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换热器是使热量从热流体传递到冷流体的设备，它在化工、炼油、动力等许多工业领域得到了广泛的应用。污垢是一种极为普遍的现象，它广泛的存在于各种传热过程中，是许多换热设备经常遇到的问题。换热器的结垢预防及清洗是急需解决的问题。污垢沉积物热阻较高，大大降低了传热速率，有时由于污垢的存在使传热面积需增加loo％…；即使是用水质较好的新鲜水冷却，一年后的污垢厚度也达2—3mm。而污垢的导热性差，是钢的】／30～l／50，因而严重地影响了换热器的传热效率。据Ga丌ett—Price【z1统计，美国每年由于换热器结垢而造成的损失高达80～亿美元以上。污垢还会引起垢下腐蚀，流体阻力加大和有效容积减少等问题。因此换热器的污垢清洗问题急需得到解决。1结垢原因结垢的原因有很多，流体速度、流体性质、流体流动状态、以及换热设备的参数等都对污垢的形成有一定的影响，所以分析结垢影响闪素是一个非常复杂的工作。从应用角度考虑，我们只有找出主要原因才能使结垢问题得到有效解决。对于特定体而言，换热器结垢的主要原因有以下几个方面pJ：(1)流体的流动速度。流体的流速可通过对传热传质的影响和机械作用力使结垢受到影响，该影响过程非常复杂。事实上，流速对不同类型结垢产生的影响是不同的，对不同类型换热设备结垢的影响程度也不相同14J。在换热器中，流速对污垢的影响应该同时考虑其对污垢沉积和污垢剥蚀的影响，对于所有各类污垢，由于流速增大引起剥蚀率的增大较污垢沉积的速率更为显著，所以污垢增长率随着流速的增大而减小¨J。但是在实际运行中，流速的增加将增大能耗，所以，流速并不是越高越好，应就能耗和污垢两个方面来综合考虑。(2)流体性质。流体的性质包括流体本身的性质和不溶于流体或被流体夹带的各种物质的特性。在冷却水系统中，水质特性对污垢沉积起关键作用，若含有盐和其他物质，可能因温度或浓度的变化而结晶等；若含有不溶解气体会影响金属表面的腐蚀；若含有微生物和养分也对生物污垢有影响。(3)传热壁面的温度。流体温度及其传热系数决定该界面温度。化学反应速度取决于温度，生物污垢也取决于温度，流体温度的增加一般会导致化学反应速度和生物污垢速度的增大，从而对污垢的沉积量产生影响，导致污垢增长率升高。(4)换热设备参数。一是换热面材料：通常结垢情况与材料有很大关系。研究发现pJ，铜合金材料对生物污垢起抑制作用。而对于其他常用的碳钢、不锈钢而言，只是通过腐蚀产物的沉积而影响结垢，而如果采用耐蚀性能良好的石墨或陶瓷等非金属材料，则不易发生结垢。二是换热面状态：换热面材料的表面质量会影响污垢的形成和沉积，表面粗糙度越大，越有利于污垢的形成和沉积。三是换热器结构：经验表明，一般板式换热器和螺旋板换热器的抗垢性能要优于管壳式换热器。

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