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。
换热器结垢使换热器的导热状况恶化,结垢传热能力差,造成水泡、裂纹、爆炸等安全事故。换热器传热表面结垢后,换热器高温侧的温度不能迅速传递到低温介质中,使换热表面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,拉伸强度和抗压强度大大降低,在高温下容易烧损变形。在设备带压运行的情况下,由于压力强度急剧下降,过热管壁会产生气泡、裂纹、泄漏甚至爆炸。据我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引起的。
换热器清洗的意义:
(1)改善设备外观,净化和美化环境。清除厂房、建筑物、运输工具的内外表面的污垢,还其本来面目,可达到改善其外观,净化环境的目的。
(2)维持正常生产,延长设备寿命。清除原材料表面污垢,可保持材料的表面性质,保证后续生产工序的实施。定期或清理生产设备的污垢,可维持设备正常运行,控制设备腐蚀,延长设备使用寿命。
(3)提高生产能力,改善产品质量。清除原材料表面的污染物,可达到保持其良好的后加工性能,提高产品质量的目的。设备的定期清洗,可以维持其应有的生产能力,减少污垢对产品性能的影响。
(4)减少能源消耗,降低生产成本。换热器定期清洗不但可以减少原材料及能源的消耗,提高生产效率,也使生产成本大大降低。
可造成规模下的腐蚀损伤,造成设备穿孔渗漏,缩短设备换热设备热传递表面的使用寿命,其密度、厚度和化学成分通常是不均匀的,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。腐蚀的结果是部分金属损坏和变薄,腐蚀可以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。