水冷式冷水機冷凝器清洗方法

冷凝器(以下簡稱換熱器)是化_T生產(chǎn)中應(yīng)用最J 泛，最典型的間壁式換熱器，主要由殼體、管束、管板、折流擋板和封頭等組成。其優(yōu)點是單位體積設(shè)備所提供的傳熱面積大，傳熱效果好，結(jié)構(gòu)簡單，操作彈性大，可用多種材料制造。但換熱器在使用過程中。污垢沉積物會不可避免地出現(xiàn)在傳熱表面上，出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，污垢沉積物熱阻較高，大大降低了傳熱速率；同時由于結(jié)垢減小了流道面積，介質(zhì)流動阻力增大，能耗增加。幾年來，公司所用大部分換熱器存在上述因結(jié)垢而影響使用效果的問題，由此而造成了一系列的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，我國每年由于換熱器結(jié)垢而造成的損失高達100億元以上。
因此換熱器的結(jié)垢防治是急需解決的問題。換熱器運行質(zhì)量的好壞和時間長短，與日常維護、清洗保養(yǎng)是否及時、合適有非常密切的關(guān)系。對于容易結(jié)垢的流體，可在規(guī)定的時間采用合適的方式進行除垢。最近幾年，我們?yōu)镴，清洗換熱器污垢，先后試用幾種常用的清洗結(jié)垢的方法，確定了在各種場合較為合適的清洗方法。下面從換熱器結(jié)垢產(chǎn)生原岡、類型和影響因素及幾種清洗方法的比較進行歸納。
1 結(jié)垢原因
因為換熱器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng)，南于某些鹽類在溫度升高時從水中結(jié)晶析出。附著于換熱管表面，形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類緩沖劑，當(dāng)水的pH值較高時，也可導(dǎo)致水垢析出。初期形成的水垢比較松軟，但隨著垢層的生成，傳熱條件惡化，水垢中的結(jié)晶水逐漸失去，垢層即變硬，井牢地附著于換熱管表面上。此外，如同水垢一樣，當(dāng)換熱器的_T作條件適合溶液析出晶體時。換熱管表面上即可積附f_}{物料結(jié)晶形成的垢層；當(dāng)流體所含的機械雜質(zhì)有機物較多、而流體的流速義較小列‘，部分機械雜質(zhì)或有機物也會在換熱器內(nèi)沉積，形成疏松、多孔或膠狀污垢。
對于常用的換熱器而言。根據(jù)結(jié)垢機理，我們一般將結(jié)垢分為以下幾類：
(1)類析晶結(jié)垢：如水冷卻系統(tǒng)巾，由于水中過飽和的鈣、鎂鹽類由于溫度、pH值等變化而從水巾結(jié)晶沉積在換熱器表面，而形成了水垢；
(21粒結(jié)垢：流體中懸浮的同體顆粒在換熱面上的積聚；
(3)化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢：F}1于化學(xué)反應(yīng)而造成的同體沉積：
(4)腐蝕結(jié)垢：換熱介質(zhì)腐蝕換熱面，產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積于受熱面上而形成污垢；
(5)生物結(jié)垢：對于常用的冷卻水系統(tǒng)來講，工業(yè)水巾往往含有微生物及其所需的營養(yǎng)，這些微生物群體繁殖，其群體及其排泄物同泥漿等在換熱表面形成生物垢；
(6)凝同結(jié)垢：在過冷的換熱面上，純液體或多組分溶液的高溶解組分凝同沉積。以上的分類只是表明．=r某個過程對形成該類污垢是一個主要過程。結(jié)垢往往是多種過程的共同作用結(jié)果。岡此換熱面上的實際污垢，常常是多種污垢混合在一起的。
2 結(jié)垢影響因素
影響結(jié)垢的因素有很多，流體速度、流體流動狀態(tài)、流體組分的組成和含量以及換熱器的結(jié)構(gòu)等都對污垢的形成有一定的影響，從應(yīng)用角度考慮，我們只有找出主要因素才能使結(jié)垢問題得到有效解決。對于特定流體而言，影響換熱器結(jié)垢的主要因素有以下幾個方面：
(1)流體的流動速度：在換熱器中，流速對污垢的影響應(yīng)該同時考慮其對污垢沉積和污垢剝蝕的影響，對于各類污垢，南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，所以污垢增長率隨著流速的增大而減小。但是在換熱器的實際運行中，流速的增加將增大能耗，所以，流速也不是越高越好，應(yīng)就能耗和污垢兩個方面來綜合考慮。
(2)傳熱壁面的溫度：溫度對于化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢和鹽類析晶結(jié)垢有著重要的作用，流體溫度的增加一般會導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速度和結(jié)晶速度的增大．從而對污垢的沉積量產(chǎn)生影響，導(dǎo)致污垢增長率升高。
(3)換熱面材料和表面質(zhì)量：對于常用的碳鋼、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。換熱面材料的表面質(zhì)量會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。
3 除垢措施
通過對換熱器結(jié)垢原因和影響因素分析．我們先后試用了一些常用的除垢方法．主要歸納如下：
3．1機械清洗
(1)噴射清洗：噴射清洗是一種強力清洗法，它是利刷噴射設(shè)備將介質(zhì)以*的沖擊力噴人換熱器的管側(cè)和殼側(cè)，起到除垢的目的。常用的介質(zhì)足水、蒸汽或石英砂。對于僅僅依靠沖擊力是不能去除而必須依靠熱量才能使其松動的污垢，蒸汽噴射清洗是非常好的方法。
(2)管內(nèi)插人物清洗：這種方法只能除去管子里面的污垢，它依靠捕人物在管內(nèi)的運動。與管子內(nèi)表面接觸，達到去除污垢的效果。捕人物的型式多種多樣，可以是在撓性軸的端部裝上刮刀或鉆頭．也町以使用鋼絲刷子來清洗較低硬度的污垢。對于換熱器管內(nèi)污垢，以上兩種換熱器清洗方法，我們都采用過，我們認為采用管內(nèi)插人物清洗效果比直接噴射清洗效果明顯，但捕人物清洗勞動強度相對較大。此后我們試著將兩種方法結(jié)合使用，在用捅人物清洗同時用高壓水噴射．結(jié)果效果大大提高。其優(yōu)點是見效快．易操作．而日．可降低清洗強度。因此，目前我們經(jīng)常采用此方法清洗列管內(nèi)污垢。但缺點是清洗設(shè)備需裝拆，易對設(shè)備造成機械損傷。
3．2化學(xué)清洗
在流體中加人除垢劑、酸、堿、酶等，以減少污垢與換熱面的結(jié)合力，使其從受熱_面上脫離，這種方法就稱為化學(xué)清洗法?；瘜W(xué)清洗可以在現(xiàn)場完成，清洗強度較低；但清洗更*，口J以清洗機械清洗所 能到達的地方．并可避免機械清洗對換熱面造成一定的機械損傷；而且化學(xué)清洗可以不用拆開設(shè)備，對于不能拆開的管殼式換熱設(shè)備具有機械清洗所不能比擬的優(yōu)點。
對于換熱器殼側(cè)清洗，經(jīng)常采用化學(xué)清洗和噴射清洗。我們經(jīng)比較后，認為兩者各有千秋。應(yīng)該說清洗效果，化學(xué)清洗優(yōu)于噴射清洗。但化學(xué)清洗的過程中，應(yīng)根據(jù)污垢的特性，合理地選擇緩蝕劑、清洗主劑和助劑，控制適宜的速度和溫度；同時應(yīng)做好清洗廢液的處理排放工作，避免劉．環(huán)境造成影響；而且化學(xué)清洗現(xiàn)場配制清洗劑較為費時，對清洗后設(shè)備酸度控制要求較高。噴射清洗操作較為簡便，但效果明顯。因此我們對于換熱器殼側(cè)清洗．在不同場合采用不同的清洗方法。對設(shè)備酸度要求不高或結(jié)垢較為嚴(yán)重的場合，采用化學(xué)清洗除垢。反之，則較多采用噴射清洗除垢。
3．3超聲波除垢
除了上述幾種常用的清洗方法，據(jù)資料顯爾．現(xiàn)在出現(xiàn)了新的換熱器清洗技術(shù)——超聲波除垢。它利用超聲波的空化效應(yīng)、活化效應(yīng)、剪切效應(yīng)和抑制效應(yīng)除垢，超聲波除垢技術(shù)在石油化T、制糖等一些T、I 行、II，-得到了運用，并取得了很好的效果。這項新技術(shù)目前還有很多空白領(lǐng)域需要研究。超聲波除垢技術(shù)的關(guān)鍵是針對不同物料、不同裝昔類型和傳熱面積的大小，選擇合適的超聲波功率和頻率大小。 。
4 結(jié)束語
總之，結(jié)垢對換熱器的危害很大，需要積極地預(yù)防和定期地清除。影響結(jié)垢的因素很多，只有找 主要因素才能使問題簡化，對于不同類型的結(jié)垢，應(yīng)采取針對性的采取清除措施，有效地治理換熱器的結(jié)垢問題，以提高換熱器傳熱效率及運行壽命。