对于流体,影响换热器规模的主要因素如下:
(1)流体流速:在换热器中,流速对污垢的影响应考虑其对污垢沉积和水垢侵蚀的影响。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。速率更加明显,因此随着流速的增加,污垢增长率会降低。但是,在热交换器的实际运行中,流量的增加会增加能量消耗。因此,流速不是尽可能高,应考虑能耗和污垢。
(2)传热壁温度: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,这将影响积垢量,并导致积垢生长速率的增加。
(3)传热表面材料和表面质量:对于常用的碳钢和不锈钢,腐蚀产品的沉积会影响结垢;使用耐蚀性好的石墨、陶瓷等非金属材料的,规模是不容易发生的。传热表面材料的表面质量会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。
换热器污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。热交换设备的导热率随化学成分变化很大。由于污垢的导热性极小,因此结垢会严重影响热交换设备的传热性能,并且生产能耗大大增加。国内外大量的热测试结果表明,该装置的传热面厚度为1mm,热交换设备消耗的能量为8%~0%。也就是说,1mm厚的规模可以使燃煤锅炉燃烧10%以上的煤,这导致工业产品生产成本的显着增加。
随着现代化工业的快速发展,冷却水的使用量越来越大,同时大量循环交换设备中存在的水垢由于得不到科学的清洗,导致了能源的消耗和环境的破坏,在设备遭到损害的同时降低了运行效率。冷却水在热交换过程中,由于冷媒流体(冷冻水)吸收了工作流体(冷却水)的热量,使其温度上升,此时原来溶于水中的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2在温度的作用下析出CO2生成微溶于水的CaCO3和MgCO3。当这些结晶物不断地沉积于换热器表面,便形成了很硬的水垢,不但影响了换热效率,同时增加了能耗,甚至还会因冷却水的流量不足和压力降低导致停机、停产。
设备清洗的作用和目的主要有两点。
第一, 恢复生产。
在工业生产的过程中,有的时候会因为操作不当引起的突发情况造成个别设备或者局部管道线路结垢、堵塞,影响生产的正常运行。对于这时的情况,主要是快速的清除污垢,保证生产装置可以正常的运转,恢复正常生产状态。
第二, 恢复装置生产效率。
比如化工设备结垢造成换热器等设备传递热量热系数减少,管道流通面积的减少或者流通阻力增大,使能、物等消耗增加,生产效率明显下降。这时通过清洗除垢来恢复生产设备的生产效率。