换热器发生结垢的原因及处理方法

换热器发生结垢的原因及处理方法换热器发生结垢的原因及处理方法 换热器的结垢每年耗资巨大 严重时会影响安全生产的进 行 换热器的结垢是指换热器与不洁净流体相接触而在固体表 面上逐渐积聚起来的那层固态物质 结垢对换热设备的影响主 要有 由于污垢层具有很低的导热系数 从而增加了传热热阻 降低了换热设备的传热效率 当换热设备表面有结垢层形成时 换热设备中流体通道的过流面积将减少 导致流体流过设备时 的阻力增加 从而消耗更多的泵功率 使生产成本增加 根据结垢层沉积的机理 可将污垢分为颗粒污垢 结晶污 垢 化学反应污垢 腐蚀污垢 生物污垢等 1 颗粒污垢 悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚 这种污垢也包括较大固态微粒在水平换热面上因重力作用的沉 淀层 即所谓沉淀污垢和其他胶体微粒的沉积 2 结晶污垢 溶解于流体中的无机盐在换热表面上结晶而 形成的沉积物 通常发生在过饱和或冷却时 典型的污垢如冷 却水侧的碳酸钙 硫酸钙和二氧化硅结垢层 3 化学反应污垢 在传热表面上进行的化学反应而产生的 污垢 传热面材料不参加反应 但可作为化学反应的一种催化 剂 4 腐蚀污垢 具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的 杂质对换热表面腐蚀而产生的污垢 通常 腐蚀程度取决于流 体中的成分 温度及被处理流体的 ph 值 5 生物污垢 除海水冷却装置外 一般生物污垢均指微生 物污垢 其可能产生粘泥 而粘泥反过来又为生物污垢的繁殖 提供了条件 这种污垢对温度很敏感 在适宜的温度条件下 生物污垢可生成可观厚度的污垢层 6 凝固污垢 流体在过冷的换热面上凝固而形成的污垢 例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰 温度分布的均匀 与否对这种污垢影响很大 防止结垢的技术应考虑以下几点 1 防止结垢形成 2 防止结垢后物质之间的粘结及其在传热表面上的沉积 3 从传 热表面上除去沉积物 防止结垢采取的措施包括以下几个方面 一 设计阶段应采取的措施一 设计阶段应采取的措施 在换热器的设计阶段 考虑潜在污垢时的设计 应考虑如 下几个方面 1 换热器容易清洗和维修 如板式换热器 2 换 热设备安装后 清洗污垢时不需拆卸设备 即能在工业现场进 行清洗 3 应取最少的死区和低流速区 4 换热器内流速分 布应均匀 以避免较大的速度梯度 确保温度分布均匀 如折流 板区 5 在保证合理的压力降和不造成腐蚀的前提下 提高 流速有助于减少污垢 6 应考虑换热表面温度对污垢形成的影 响 二 运行阶段污垢的控制二 运行阶段污垢的控制 1 维持设计条件 由于在设计换热器时 采用了过余的换热面积 在运行时 为满足工艺需要 需调节流速和温度 从而与设计条件不同 然而应通过旁路系统尽量维持设计条件 流速和温度 以延长运行 时间 推迟污垢的发生 2 运行参数控制 在换热器运行时 进口物料条件可能变化 因此要定期测 试流体中结垢物质的含量 颗粒大小和液体的 ph 值 3 维修措施良好 换热设备维修过程中产生的焊点 划痕等可能加速结垢过 程形成 流速分布不均可能加速腐蚀 流体泄漏到冷却水中 可为微生物提供营养 对空气冷却器周围空气中灰尘缺少排除 措施 能加速颗粒沉积和换热器的化学反应结垢的形成 用不 洁净的水进行水压试验 可引起腐蚀污垢的加速形成 4 使用添加剂 针对不同类型结垢机理 可用不同的添加剂来减少或消除 结垢形成 如生物灭剂和抑制剂 结晶改良剂 分散剂 絮凝 剂 缓蚀剂 化学反应抑制剂和适用于燃烧系统中防止结垢的 添加剂等 5 减少流体中结垢物质浓度 通常 结垢随着流体中结垢物质浓度的增加而增强 对于 颗粒污垢可通过过滤 凝聚与沉淀来去除 对于结疤类物质 可通过离子交换或化学处理来去除 紫外线 超声 磁场 电场和辐射处理 紫外线对杀死细菌非常有效 超声 大于 20k 比 可有效抑制 生物污垢 现在的研究还有磁场 电场和辐射处理装置 结论 有待进一步研究 三 化学或机械清洗技术三 化学或机械清洗技术 化学清洗技术是一种广泛应用的方法 有时在设备运行时 也能进行清洗 但其主要缺点是化学清洗液不稳定 对换热器 和连结管处有腐蚀 机械清洗技术通常用在除去壳侧的污垢 先将管束取出 沉浸在不同的液体中 使污垢泡软 松动 然后用机械方法除 去垢层 四 机械在线除垢技术四 机械在线除垢技术 1 使用磨粒 在流体中加入固体颗粒来摩擦换热表面 以清除污垢 但 对换热表面易产生腐蚀 2 海绵胶球连续除垢 主要应用于电站凝汽器中冷却水侧的污垢清除 海绵胶球 在换热器管内通过球泵打循环 胶球比管子直径略大 通过管 子的每只胶球轻微地压迫管壁 在运动中擦除沉积物 3 自动刷洗 换热器管道刷洗设施