常壓換熱器結(jié)垢因素
1、結(jié)垢原因
(1)流體的流動(dòng)速度。流體的流速可通過對(duì)傳熱傳質(zhì)的影響和機(jī)械作用力使結(jié)垢受到影響,該影響過程非常復(fù)雜。流速對(duì)不同類型結(jié)垢產(chǎn)生的影響是不同的,對(duì)不同類型換熱設(shè)備結(jié)垢的影響程度也不相同。在換熱器中,流速對(duì)污垢的影響應(yīng)該同時(shí)考慮其對(duì)污垢沉積和污垢剝蝕的影響,對(duì)于所有各類污垢,由于流速增大引起剝蝕率的增大較污垢沉積的速率更為顯著,所以污垢增長(zhǎng)率隨著流速的增大而減小。但是在實(shí)際運(yùn)行中,流速的增加將增大能耗,流速并不是越高越好,應(yīng)就能耗和污垢兩個(gè)方面來綜合考慮。
(2)流體性質(zhì)。流體的性質(zhì)包括流體本身的性質(zhì)和不溶于流體或被流體夾帶的各種物質(zhì)的特性。在冷卻水系統(tǒng)中,水質(zhì)特性對(duì)污垢沉積起關(guān)鍵作用,若含有鹽和其他物質(zhì),可能因溫度或濃度的變化而結(jié)晶等;若含有不溶解氣體會(huì)影響金屬表面的腐蝕;若含有微生物和養(yǎng)分也對(duì)生物污垢有影響。
(3)傳熱壁面的溫度。流體溫度及其傳熱系數(shù)決定該界面溫度?;瘜W(xué)反應(yīng)速度取決于溫度,生物污垢也取決于溫度,流體溫度的增加一般會(huì)導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速度和生物污垢速度的增大,從而對(duì)污垢的沉積量產(chǎn)生影響,導(dǎo)致污垢增長(zhǎng)率升高。
(4)換熱設(shè)備參數(shù)。一是換熱面材料:通常結(jié)垢情況與材料有很大關(guān)系。銅合金材料對(duì)生物污垢起抑制作用。而對(duì)于其他常用的碳鋼,不銹鋼而言,只是通過腐蝕產(chǎn)物的沉積而影響結(jié)垢,而如果采用耐蝕性能良好的石墨或陶瓷等非金屬材料,則不易發(fā)生結(jié)垢。二是換熱面狀態(tài):換熱面材料的表面質(zhì)量會(huì)影響污垢的形成和沉積,表面粗糙度越大,越有利于污垢的形成和沉積。三是換熱器結(jié)構(gòu):經(jīng)驗(yàn)表明,一般板式換熱器和螺旋板換熱器的抗垢性能要優(yōu)于管殼式換熱器。
2、常壓換熱器污垢的類型
對(duì)于常用的換熱器而言,根據(jù)結(jié)垢機(jī)理,一般將污垢分為以下幾類:
(1)析晶污垢:指在過飽和流動(dòng)的液體中溶解的無機(jī)鹽結(jié)晶而沉積于換熱器的表面所形成的污垢,就稱為析晶污垢。水垢是工業(yè)設(shè)備中見的積垢,在水冷卻系統(tǒng)中,由于水中過飽和的鈣,鎂鹽類由于溫度,pH等變化而從水中結(jié)晶沉積在換熱器表面,即形成了水垢。
(2)微粒型污垢:流體系統(tǒng)中懸浮的固體顆粒如砂粒,在換熱面上的積聚而形成的污垢。
(3)化學(xué)反應(yīng)污垢:加熱表面與流體之間,由于自氧化和聚合反應(yīng)即化學(xué)反應(yīng)而造成的沉積物形成。
(4)腐蝕型污垢:由于流體具有腐蝕性或含有腐蝕性的雜質(zhì)而腐蝕換熱面,產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積于換熱面上而形成污垢。
(5)生物型污垢:是由微生物群體及其排泄物與化學(xué)污染物,泥漿等組分粘附在換熱管,管道等壁面上形成的膠粘狀沉積物,稱生物型污垢。
(6)凝固污垢:在過冷的換熱面上,清潔液體或多組分溶液的高溶解組分凝固沉積而形成的污垢。
以上的分類只是表明了某個(gè)過程對(duì)形成該類污垢是一個(gè)主要過程,結(jié)垢往往是多種過程的共同作用結(jié)果而且相互影響,換熱面上的實(shí)際污垢中,常常是多種污垢混合在一起的。
不過為了研究的簡(jiǎn)化,有必要先就單一污垢進(jìn)行研究。