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哈雷釬焊板式換熱器
專業生產:換熱器;分水器;過水熱;冷卻器
新聞動態

換熱器水系統結垢機理

點擊:1306 日期:[ 2014-04-26 22:45:00 ]
張秀環,王世成(哈爾濱氣化廠,黑龍江依蘭154854)   在化工生產過程中,介質的熱量交換均離不開換熱器。而大多數換熱器均以水為換熱介質,由于水的特性,在換熱過程中始終存在著結垢堵塞問題,大大降低了傳熱速率,迫使換熱器因傳熱不夠而停車清洗。而換熱器的清洗,一方面影響正常生產,另一方面增加了產品的造價。以哈爾濱氣化廠24工號W03為例,換熱器管程中介質為粗煤氣,殼程中是地下抽取的新鮮水,這臺換熱器每年因清垢停車次數占全年停車次數的15%。另外,清洗換熱器時,用高壓(70MPa)清洗機清洗,不僅增加成本費用,而且由于換熱器受到高壓水沖擊,易受損變形,縮短使用壽命。 1 結垢機理   管線中結垢除因腐蝕等因素外,主要因為注入水中的Ca2+、HCO-3濃度較高,因此,由HCO-3電離的CO2-3濃度較高,Ca2+的摩爾濃度與CO2-3的摩爾濃度的乘積已超過CaCO3溶度積。在其它條件不變的情況下,亦會有CaCO3晶體生成,下面來分析影響結垢的因素。   (1)注入水的流動狀態   結垢受水流速度、水流狀態的影響,一般說來,在不考慮其它因素的條件下,水流速度越小,結垢趨勢越大。   (2)溫度   當注入水由井口流到地面時,溫度逐漸升高,大約從16℃升到20~30℃,我們知道,鈣在酸性、中性、弱堿性介質中的溶解度隨溫度升高而減小,即其溶度積隨溫度升高而減小,而HCO-3的電離度卻隨溫度升高而增大,即CO2-3的濃度逐漸增大,雖然Ca2+的濃度隨著垢的形成而減小,但結垢現象仍然是逐漸加重的。   (3)水質   我廠所用水質較差,易形成Fe(OH)3、Fe2O3晶體,一旦有Fe(OH)3、Fe2O3生成,Ca CO3晶體極易以其為晶種,吸附在其表面,快速聚集,使結垢程度加大,溫度愈高,垢形成的愈多。因此,換熱器水線出口較入口處結垢現象嚴重。 (4)壓力對水中存在HCO-3有下列電離平衡:2HCO-3=CO2-3+CO2+H2O當壓力增大時,減少氣體生成,電離方程式向左移動,可減小結垢趨勢,但對CaCO3溶解度的影響小于溫度對CaCO3溶解度的影響。圖1是不同溫度條件下CaCO3的溶解度與壓力的關系曲線。      從圖1中可看出,在低溫時壓力對CaCO3的溶解度影響非常大,溫度升高,壓力對CaCO3的溶解度影響減小,而哈爾濱市汽化廠換熱介質溫度較高,因此,壓力對CaCO3溶解度影響較小。 2 結論   綜上所述,結垢程度受水流狀態、溫度、壓力、水質等諸多因素影響,而此諸多因素是同時存在,密切聯系的,其中注入水的流動狀態、溫度是垢層形成的主要因素。    
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