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換熱器除垢對策及現狀

       根據調查,90%以上的換熱設備都存在著不同程度的污垢問題,損失高達工業生產總值 0.3%。
       換熱器在選型上對換熱面積的富裕量和泵的能力均有所考慮。但由于設備結垢造成的流通方向變化,流道截面改變,流體介質的流態物性改變,機械雜質含量的變化以及腐蝕的危害等,均會造成換熱器管程不同程度的堵塞,殼程死角區域的增加。尤其在殼程,由于流道驟變形成渦流,使得沉積物大量聚積并結垢。冷換設備污垢基本形式有:(l)碳氫凝聚物沉積。在高溫下,油品、有機介質、催化劑顆粒連同其它雜質等凝聚、附著、沉積在管壁上。(2)無機鹽類的沉積。主要包括水垢和腐蝕產物等。(3)生物污垢粘附。主要由菌藻大量繁殖所致。
       污垢對換熱器主要存在以下的危害:(1)無論結垢是否為腐蝕介質,都會加速金屬的腐蝕,如異物附著管壁產生電位差后導致腐蝕。(2)傳熱表面結垢,傳熱效率下降。結垢嚴重會引起堵塞。(3)管內污垢使管內徑變小,流量相應增大,壓力損失增加。(4)由于結垢使導熱性能下降,管壁溫度升高形成局部過熱,可能產生爆裂等事故。(5)結垢導致的經濟損失,除了能量損耗外,也增加了設備維修與清洗用度。
       目前換熱器除垢方法主要分為機械清理和化學清理兩大類。機械清理包括噴水清洗、噴汽清洗、噴砂(丸)清洗、刮刀或鉆頭除垢、清洗塞、干冰清洗、空氣爆破清洗、氣脈沖清洗、聲波清洗及電磁除垢等方法?;瘜W清理包括循環法、浸漬法和噴淋法等方法。在線清理方法又分為在線機械清洗法和在線化學清洗法。下面對目前常用除垢方法,噴水清洗、海綿膠球在線清洗系統、管內插入物在線清洗和聲波清洗作簡要介紹:
       (1)噴水清洗
       據文獻介紹,石化企業換熱設備的清洗,除 10%不需要清洗外,采用高壓水射流清洗的高達 80%,采用化學清洗的僅占 10%。噴水清洗一般由壓力泵、調壓裝置、軟管或硬管、噴頭及控制裝置等部件共同實現,是用高壓水噴射或機械沖擊的除垢方法。采用這種方法時水壓一般為 20~50MPa?,F在也有采用更高壓力的 50~70Mpa,文獻針對各種不同類型污垢給出了推薦工作壓力。
       對于硬垢,為加強壓力水的清洗能力,也常常采用加熱清洗介質、添加化學藥品等增效技術。效果較為明顯、應用較為廣泛的有:
       熱水射流:是對作為水射流工作介質的水進行加熱以提高清洗效果的方法,其常用介質溫度在 60~80℃左右。同樣的噴射壓力和水流量,熱水噴射的清洗能力要強許多,對于油污的清洗效果更好。此外,熱水射流清洗還有殺菌消毒的功效。
       水基清洗:指在清水中加入化學劑,也稱水劑清洗?;瘜W制劑能幫助減小表面張力,有利于去除表面垢層。如果添加的是長鏈聚合物類化學制劑,能夠減小水流在管線中的摩擦阻力,增加水射流的直線段長度,適用于射程要求較大的場合。
       空化射流:空化射流是指利用空化噴嘴在射流束內產生氣泡,當射流沖擊物體表面時發生潰滅,造成垢層的空蝕破壞,以提高水射流的清洗、切割和破碎的效果。據估計,空化噴嘴代替普通噴嘴,泵的壓力可降低 1-2 個數量級。
       (2)海綿膠球在線清洗系統
       為了節省停工清洗的勞力和費用,延長運轉周期、節約維修費用,現已研究出了各種在線機械清洗和在線化學清洗裝置。膠球清洗,是用噴丸清洗器進行的。噴丸清洗器是由海綿球和將球推進需清洗的管子內部的流體噴槍組成,球為炮彈形,以半硬質發泡聚氨基脂的海綿體擠壓而成,富有彈性。采用直徑比管內徑略大膠球進行清洗。膠球被循環水帶進管內,被壓縮變形與管內壁進行全周摩擦,這樣膠球在循環水壓力作用下流經管時,就把管內壁清洗一遍。
       (3)管內插入物在線清洗
       管內插入物是早期應用于強化傳熱的一種方法。近幾年很多學者將管內插入物在線清洗方法作為研究方向它們的工作原理均是靠流體的作用下轉動或振動達到除垢效果,而且都基于管式換熱方式和水質較清潔情況下提出的,一方面對于換熱面積大,傳熱管數量很多的污水換熱器,其機械工藝復雜,難以實現,另一方面對于水質惡劣城市原生污水,很容易造成插入物的腐蝕,損壞,同時如果脫落的大塊污物吸附在插入物上,易導致管道阻塞。
       (4)聲波清洗
       聲波清洗機就是以聲波發生器發出的頻振蕩信號,通過聲波轉換器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質—清超聲波清洗機洗溶劑中,聲波在清洗液中疏密相同的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡對清洗物進行擊打,從而達到清洗目的。而聲波因為頻率十分有限而被人們不斷改進,慢慢演變成本現在的超聲波清洗機,超聲波清洗機繼承了聲波清洗的清洗原理,而因提高了頻率使清洗效果變得十分明顯。
       以上除垢方法中,聲波清洗和噴水清洗技術,屬于非在線除垢,需要中斷生產進行清洗;管內插入物和海綿膠球在線清洗技術只能應用于管內污垢清洗?,F有除垢方法種類繁多,但因各種原因并不能直接用于熱管換熱器除垢,因此應用現有除垢技術,并不能保證熱管換熱器在非清潔水源領域正常使用。 
2020/08/17 09:55:51 252 次

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