板式換熱器產(chǎn)生的污垢種類的分析
換熱器主要用來(lái)使兩種不同溫度的物料進(jìn)行熱交換，達(dá)到加熱或冷卻的目的。90% 以上的換熱設(shè)備都存在著或多或少的污垢問(wèn)題，也由此產(chǎn)生一系列危害: 污垢的產(chǎn)生，直接導(dǎo)致了傳熱熱阻的增加，隨著垢層的加厚，有效換熱面積隨之減小，直接惡化了換熱性能; 結(jié)垢層的存在使換熱表面流通截面積減小，增加了物料流動(dòng)阻力，從而增加了動(dòng)力設(shè)備的耗功率; 在換熱表面積聚過(guò)多的污垢，導(dǎo)致了換熱表面局部溫度過(guò)高，致使換熱面機(jī)械性能有所下降，結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱表面局部腐蝕甚至穿孔，嚴(yán)重影響了換熱設(shè)備的使用壽命以及安全運(yùn)行。因而為了保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的安全進(jìn)行，人們只能定期對(duì)換熱設(shè)備進(jìn)行清洗，而清洗周期也會(huì)逐年縮短，這也間接導(dǎo)致了換熱器運(yùn)行成本的增加，為此針對(duì)不同的換熱器類型和污垢種類合理選擇清洗方法，以保證清洗效果和清洗經(jīng)濟(jì)性顯得尤為重要。
換熱器污垢類型
1、污垢的種類
污垢的種類不同的換熱器結(jié)構(gòu)、不同的流體介質(zhì)所形成的污垢不同。按照引起污垢沉積的主要物理、化學(xué)過(guò)程的分類方式可將污垢分為析晶污垢、顆粒污垢、化學(xué)反應(yīng)污垢、腐蝕污垢、微生物黏泥污垢、凝固污垢及其他污垢等類型。
2、污垢的特性
析晶污垢
析晶污垢是生產(chǎn)過(guò)程中流動(dòng)介質(zhì)包含的某些溶解的無(wú)機(jī)鹽呈現(xiàn)過(guò)飽和狀態(tài)從而在換熱面上析出的晶體沉積物。常見(jiàn)的析晶污垢有水垢和銹垢。一般的無(wú)機(jī)鹽類溶解度隨著溫度的增加而增加，這類無(wú)機(jī)鹽常常在冷卻面上結(jié)晶; 另一類無(wú)機(jī)鹽( 反常溶解度的微溶和難溶的無(wú)機(jī)鹽) 的溶解度則隨著溫度的增加而降低，這類無(wú)機(jī)鹽往往在加熱面上析出晶體。析晶污垢一般硬度比較大，粘度比較小。
顆粒污垢
顆粒污垢的產(chǎn)生主要是懸浮在換熱器中的固體顆粒相互積聚: 較大固體顆粒主要靠重力在水平換熱面上沉淀積聚; 通過(guò)其他機(jī)制形成的膠體粒子在水平和非水平換熱面上的積聚。
化學(xué)反應(yīng)污垢
化學(xué)反應(yīng)污垢是換熱器中介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的沉積物，換熱面材料不會(huì)參與該反應(yīng)。有機(jī)物的裂化和聚合反應(yīng)產(chǎn)生的積聚物就是典型的化學(xué)反應(yīng)污垢，這類污垢的粘度一般比較大，采用化學(xué)清洗的方法會(huì)取得較好的效果。
腐蝕污垢
腐蝕污垢的產(chǎn)生是換熱介質(zhì)與換熱面發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果。換熱面被換熱介質(zhì)腐蝕，粗糙度增大，使其他潛在的污垢更容易附著在換熱面上。換熱面的腐蝕程度取決于介質(zhì)的組分、介質(zhì)的酸堿度和換熱器中流體的溫度。
微生物黏泥污垢
換熱器中往往含有微生物以及供其生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)，這些微生物的生長(zhǎng)、繁殖和排泄物在換熱器的管壁上形成有機(jī)物膜，這種膜狀的沉積層被稱為微生物黏泥污垢。由于微生物的生長(zhǎng)跟溫度有很大的關(guān)系，所以控制溫度可以有效抑制這種污垢的生成。
凝固污垢
凝固污垢是指多組分流體在相對(duì)過(guò)冷的換熱環(huán)境下發(fā)生相變，從而在換熱面凝結(jié)形成的污垢。這里的相對(duì)過(guò)冷主要指相對(duì)于流體中的組分，不同的組分使其產(chǎn)生凝固的溫度點(diǎn)也不相同，因此換熱器中溫度場(chǎng)的分布是凝固污垢產(chǎn)生的一個(gè)主要因素。雖然以上的污垢類型和產(chǎn)生時(shí)的物理、化學(xué)過(guò)程不相同，但是這些污垢的產(chǎn)生因素卻會(huì)發(fā)生交集，因此換熱器中的結(jié)垢往往是多種過(guò)程的共同作用。這些過(guò)程的混合交叉使換熱器換熱面上形成的污垢成為了多種污垢的混合體。
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