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pengyu629

金虫 (初入文坛)

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[交流] 【原创】换热器的除垢

影响换热器污垢形成的最重要因素是流动流体本身的性质，特定流体在传热表面上的结垢程度取决于以下因素：
1 注入水的流动状态
结垢受水流速度、水流状态的影响。一般说来, 在不考虑其它因素的条件下, 水流速度越小, 结垢趋势越大。
2 温度
流体污物界面温度是影响结垢程度的关键参数，流体温度(平均温度)及其传热系数决定该界面温度。化学反应速度取决于温度，如果结垢过程涉及化学反应，该速度就取决于温度。结垢速度随着时间增加或减少与化学反应本身的速度衡量有关。生物结垢也取决于温度。在较高的温度下，化学反应和酶反应进行的速度较快，结果使细胞组织生长速度增加。如果温度上升到更高，有些热敏感细胞成分就会脱活。对于任一特定有机物，在某一温度之下，其再生产和生长受到抑制，而在某一温度之上，该有机物又会受到损害或甚至被杀死。在这两个温度之间就是细胞活力处于最大状态的范围，它可以是一个很大的范围，从冰点以下到80℃。在换热器中，传热壁的温度就是重要基准。
3 结构材料和表面光洁度
选择正确的换热器管材极为重要，有些类型的生物结垢可以通过使用含铜合金加以阻止，金属浇铸孔的粗糙度、大小和密度影响沉积物晶核的形成、沉淀和附着倾向，结构材料和传热面光洁度都将影响结垢的产生而不是结垢过程的继续。当工质性质确定后，同时换热器的选材受到限制的时候，可以通过对换热器的良好设计来进行阻垢。
4 水质
如果水质较差, 易形成Fe(OH)3、Fe2O3 晶体,一旦有Fe(OH)3、Fe2O3生成, CaCO3晶体极易以其为晶种,吸附在其表面, 快速聚集, 使结垢程度加大, 温度越高,垢形成的越多[8]。
结垢的机理
循环水系统在运行过程中，会有各种物质沉积在管壁上，这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢及腐蚀产物、淤泥、生物粘泥构成，后三者统称为污垢。
1水垢的形成
天然水中溶解有各种盐类，如重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等，其中以溶解的重碳酸盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不稳定，受热易分解生成碳酸盐。因此，如果使用重碳酸盐含量较多的水作为循环水，随着水温的升高会发生下列反应：
Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O+CO2↑
如果水中有磷酸盐时，将会生成磷酸钙：
2PO43-+3Ca2+ →Ca3(PO4)2↓
反应中生成的碳酸钙和磷酸钙均属微溶性盐，其溶解度不像一般盐类那样，随着温度升高而升高，而是随着温度的升高而降低，因此，这些微溶性盐很容易达到过饱和状态，由水中结晶析出。当循环水流速比较小或管壁表面比较粗糙时，这些结晶沉淀物就容易沉积在传热表面上。此外，水中溶解的硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁等，当其离子浓度的乘积超过其本身溶度积时，也会生成沉淀，沉积在管壁上。
2 污垢的形成
污垢一般是由颗粒细小的泥沙、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、腐蚀产物、特别是菌藻的尸体及其粘性分泌物组成。如果源水处理不当，补充水浊度过高，将细微泥沙、胶状物质带入循环水中，或腐蚀产物过多，都会加剧污垢的形成。由于流速较慢，换热片铸铁表面粗糙，很容易沉积、粘连在其表面，形成污垢。这些污垢体积较大、质地疏松稀软，故又称为软垢。它们是引起垢下腐蚀的主要原因。当防腐、防垢措施不力，水垢、污垢相互交织促进，除了会加剧腐蚀、结垢、菌藻繁殖，在换热系统中最主要问题是影响热交换，它是导致换热效果不好的主要原因。
3 污垢的清理
换热器结垢的清洗方式一般有化学清洗和机械清洗两种。
3.1 化学清洗
化学清洗（目前多采用的是酸洗）可以不拆换热器,在换热器上连接一个清洗系统,使清洗液在每侧流道里循环,清洗液应对材料、垫片毫无损伤。
　清除水垢的基本原理
(1)溶解作用:酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应,生成易溶化合物,使水垢溶解。
(2)剥离作用: 酸溶液能溶解金属表面的氧化物,破坏与水垢的结合。从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离,并脱落下来。
(3)气掀作用:酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后,产生大量的二氧化碳。二氧化碳气体在溢出过程中,对于难溶或溶解较慢的水垢层,具有一定的掀动力,使水垢从换热器受热表面脱落下来。
(4)疏松作用:对于含有硅酸盐和硫酸盐的混合水垢,由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解,残留的水垢会变得疏松,很容易被流动的酸溶液冲刷下来。
3.2 机械清洗
一般板式空冷器才能用机械方法清洗。打开板式换热器,卸下夹紧螺栓,将活动压紧板平移向支柱,逐次拆下板片,用高压水枪冲刷,对于难以冲刷掉的污垢,则可用软纤维刷子或鬃毛刷来洗刷。

[ Last edited by 三个小石子 on 2010-8-24 at 21:24 ]

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