换热器结垢的类型

结垢可以定义为传热表面上不需要的物质的沉积。

结垢是金属壁上两股流动流之间的热传递不可避免的结果。污垢程度随所处理流体的性质变化很大。



由于不需要的材料的沉积，存在额外的传热阻力，从而导致总传热系数降低。由于总传热系数降低，需要更多的传热面积来实现给定的热负荷。



热交换器的性能下降，污垢减少了流动通道，从而增加了压降。更为严重的是，由于流路的部分堵塞而导致吞吐量降低。


01
结垢的负面影响


资本成本增加，必须提供更多的传热面积来解决结垢问题；

泵送成本较高；

冷凝和制冷循环的热力学效率较低；

维护成本较高；

整体损失；

停机成本；



02
污垢的类型


沉淀污垢

由于水中存在溶解的CaCO、Caso、盐等物质，导致传热表面结垢，导致沉淀结垢。这些盐具有逆溶解度特性。



颗粒污垢

它是流体中存在的悬浮颗粒在传热表面上的积累。它被称为沉积污垢。一个例子是冷却水中含有的铁锈颗粒。
化学反应结垢

它是通过污垢流的各种成分之间的化学反应形成沉积物。化学反应污垢的例子有碳氢化合物的焦化和裂化、聚合等。



腐蚀污垢

当传热表面本身发生反应形成腐蚀产物时就会发生这种情况。它会污染传热表面。



生物污垢

它是由于传热表面附着微生物或大型生物而发生的。



凝固结垢

这是由于液体在过冷的加热表面上凝固而发生的。凝固污垢的一个例子是结冰。
03
影响结垢的因素


流体速度

流体温度

结构材料

材料表面光洁度

较高的流体速度可最大限度地减少结垢。液体的理想速度在管内为 1.5-2.1 m/sec，在管外为 1.0-1.5 m/sec。



04
当要在管内使用脏流体时，可以遵循以下策略以避免结垢：


使用大直径管；

保持高速；

压降留有足够余量；

保留可用的备用管束或备用热交换器；

并行使用两个 shell；

使用金属丝翅片管插入件；

使用在线清洁。



05
当脏流体位于壳侧时，可以遵循以下策略：


使用 U 型管或浮动头设计；

使用方形或旋转方管布局；

通过最佳挡板设计最大限度地减少死角；

保持壳侧高速。

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