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换热器清洗

日期:2019-08-03 17:25

  1.概述

  换热器是一种紧凑高效的换热器,广泛应用于冶金、石油、制药、航运、纺织、化工、制药、食品等行业 它是一个优秀的设备,用于加热,冷却,热量回收,快速消毒和其他目的。 然而,由于热交换器的长期运行、冷却或加热侧的纯度差异以及过程介质本身的性质,热交换器不可避免地会结垢。 同时,由于换热器的结构特点、规格和类型不同,结垢程度也不同。 结垢后,内部通道的横截面变小甚至堵塞,这导致热交换器的热交换效率降低并影响生产。 设备的正常运行和安全 因此,应定期清洁换热器以清除污垢,确保换热器的有效传热和正常生产。 在结垢严重、部件复杂的情况下,一般的物理方法不易清洗,拆卸和清洗过程费时费力。 本文主要研究换热器的化学清洗过程。 工艺简单,成本可能比物理清洗高,但省时省力,处理效果较好,应用更频繁。

  2、换热器的结垢分析和清洗

  2.1结垢导致

  结垢有三个主要原因:1)由于最常用的换热器是以水为热载体的换热系统,当温度升高且浓度较高时,一些盐会从水中沉淀出来 附着在换热管表面形成水垢 随着使用时间和频率的增加,氧化皮层逐渐增厚、硬化并紧密附着在换热管表面 2)与水垢一样,由于材料本身的性质,热交换器是流体一侧的另一种无水垢固体沉积物,如果长时间不处理,它将越来越多地积聚在传热管表面;3)当流体包含更多机械杂质时,流体流速更高 几个小时内,一些机械杂质或有机物质也会沉积在热交换器中,形成松散、多孔或胶体污垢。

  2.2

  普通换热器 根据结垢机理,结垢一般分为以下几类:

  (1)结晶垢:例如,在水冷系统中,由于钙和镁盐在水中过饱和,它们从水中结晶,并由于温度、ph值等的变化而沉积在热交换器表面。,形成规模;

  (2)颗粒结垢:悬浮在热交换表面的流体中伴随颗粒的积聚;

  (3)化学反应结垢:由化学反应引起的同系物沉积;

  (4)腐蚀尺度:传热介质腐蚀换热表面,产生腐蚀产物,沉积在加热表面形成污垢;

  (5)生物污垢:对于普通冷却水系统,工业用水毛巾通常含有微生物及其所需的营养物质 这些微生物种群繁殖,它们的种群和排泄物在泥浆的热交换表面形成生物污垢;

  (6)冷凝和结垢:在过冷换热表面上,纯液体或多组分溶液的高可溶性组分被冷凝并沉积在一起 上述分类仅表明一个过程是形成这种污垢的主要过程。 结垢通常是各种过程相互作用的结果,因此换热器表面的实际结垢通常与各种结垢混合在一起。

  2.3缩放因子

  有许多因素影响缩放,例如流体速度、流体流动状态、流体成分的组成和含量、热交换器的结构等。,这对污垢的形成有一定的影响。 从应用的角度来看,只有确定主要因素,规模问题才能得到有效解决 对于流体,影响换热器结垢的主要因素如下:

  (1)流体流速:在换热器中,流速对结垢的影响应考虑其对结垢沉积和结垢侵蚀的影响 对于各种污垢,与污垢沉积相比,由于流速的增加,侵蚀速率增加。 速度更明显,所以污垢的生长速度会随着流量的增加而降低。 然而,在热交换器的实际操作中,流速的增加将增加能量消耗。 因此,流速不尽可能高,应考虑能耗和结垢。

  (2)传热壁温:温度在化学反应结垢和盐结晶结垢中起着重要作用 流体温度的升高通常会导致化学反应速度和结晶速度的提高,从而影响水垢沉积量,导致水垢沉积增长率的提高。

  (3)传热表面材料和表面质量:对于普通碳钢和不锈钢,腐蚀产物的沉积会影响结垢;石墨、陶瓷等非金属材料耐腐蚀性能好,不易结垢。 传热表面材料的表面质量将影响污垢的形成和沉积。 表面粗糙度越大,污垢的形成和沉积就越有利。

  2.4通用热交换器的清洁部件

  由于大多数热交换器是使用水或蒸汽作为热载体的热交换器,因此在清洁过程中它们被分为水(蒸汽)侧和介质侧。 最常见的热交换器是管式热交换器,它主要清洁壳程和管程。

  2.5扩大和不清洁的危害和影响

  2.5.1结垢大大降低了设备的热交换效率,大大增加了能耗,增加了生产成本 换热设备的导热系数随化学成分变化很大。 由于污垢的导热系数很小,污垢会严重影响换热设备的传热性能,大大增加生产能耗 国内外大量热试验结果表明,该装置传热表面厚度为1毫米,换热设备能耗为8%~0% 换句话说,1毫米厚的水垢会使燃煤锅炉燃烧10%以上的煤,从而导致工业产品生产成本的显著增加

  2.5.2结垢会恶化热交换器的热传导条件,并因结垢和传热能力差而导致安全事故,如水泡、裂纹和爆炸 在热交换器的传热表面结垢后,热交换器高温侧的温度不能快速传递到低温介质,这使得传热表面上的金属壁的温度不断升高,达到蠕变温度。 当金属壁温达到或超过蠕变温度时,金属的力学性能(如韧性和塑性)明显恶化,拉伸强度和压缩强度大大降低,金属在高温下容易燃烧和变形。 当设备在压力下运行时,由于压力强度的急剧下降,过热管壁会出现气泡、裂缝、泄漏甚至爆炸。 据中国部分省市技术监督部门统计,60%以上的锅炉事故是由结垢和水质造成的。

  2.5.3会造成大规模腐蚀损坏,造成设备穿孔和泄漏,缩短设备换热设备传热面的使用寿命。它的密度、厚度和化学成分通常不均匀。这种土壤覆盖不均匀,导致金属表面电化学不均匀,容易引起化学腐蚀反应。 由于腐蚀,一些金属被损坏变薄,腐蚀会达到穿透设备钢板的程度,导致设备泄漏、断裂甚至失效,从而增加了设备的维护成本。 如果腐蚀严重,设备将提前报废。

  2.5.4污垢会使生产过程不稳定,影响产品质量,造成质量事故 换热设备规模扩大后,传热效率会降低,导致设备加热或冷却条件恶化,影响生产过程 工艺和仪表指示失效,温度和压力指标偏离工艺设计要求,设备运行参数变化,生产过程不稳定,最终产品产量和质量下降,缺陷率增加 在严重情况下,生产可能会中断,导致意外停机

  3、清洗方法

  根据不同的清洗方法,主要的清洗方法是物理清洗和化学清洗。 运用力学、声学、光学、电学和热学的原理,依靠机械摩擦、超声波、负压、高压冲击、紫外线和蒸汽等外部能量的作用,去除物体表面污垢的方法称为物理清洁。取决于化学反应的作用 去除物体表面污垢的离子、化学或其他溶剂称为物理清洗 化学清洗 例如,各种无机酸或有机酸用于去除物体表面的铁锈和水垢,氧化剂用于去除物体表面的污渍,杀菌剂和消毒剂用于杀死微生物和去除霉斑。 物理清洗和化学清洗各有利弊,但它们也是非常互补的。 在实际应用过程中,通常采用两者结合的方式来获得更好的清洗效果。

 

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