板式熱交換器結垢以后的清洗方法和原理
2016-3-15 yifeng
板式熱交換器結垢以后的清洗方法和原理
近年來，板式熱交換器以其重量輕、占地面積小、投資少、換熱效率高、組裝靈活、結垢易于清除等特點，及其在供熱工作中所起的作用，越來越受到供熱企業的高度重視，并逐步推廣使用，以取代原有的管殼式換熱器。但由于板式熱交換器流通截面較小，結垢后容易產生堵塞，使板式熱交換器的換熱效率降低，影響了設備的安全和用戶的正常用熱。因此，解決板式熱交換器的清洗，防止水垢的形成，將成為確保安全生產和經濟運行的重要課題。
1、板式熱交換器結垢堵塞的主要原因及其危害
板式熱交換器在使用過程中，由于水處理設備運行不當，水質控制不達標，將不合格的軟化水注入供熱系統中，使水中的鈣、鎂、碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物黏結在換熱器的受熱面上，形成了堅硬的水垢。由于水垢的導熱性能差，造成了換熱器換熱效率的降低以及熱能的嚴重浪費，從而影響了供熱的效果，給供熱單位造成了嚴重的負面影響。
2、板式熱交換器結垢的清洗方式
2、1清洗劑的選擇
清洗劑的選擇，目前采用的是酸洗，它包括有機酸和無機酸。有機酸主要有： 草酸、甲酸等。無機酸主要有：鹽酸、硝酸等。根據換熱器結垢和工藝、材質和水垢成分分析得出：
換熱器流通面積小，內部結構復雜，清洗液若產生沉淀不易排放。
換熱器材質為鎳鈦合金，使用鹽酸為清洗液，容易對板片產生強腐蝕，縮短換熱器的使用壽命。通過反復試驗發現，選擇甲酸作為清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加入緩沖劑和表面活性劑，清洗效果更好，并可降低清洗液對板片的腐蝕。通過對水垢樣本的化學試驗研究表明，甲酸能夠有效地清除水垢。通過酸液浸泡試驗，發現甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同時它對換熱器板片的腐蝕作用也很小。
2、2清除水垢的基本原理
溶解作用：酸溶液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應，生成易溶化合物，使水垢溶解。
剝離作用：酸溶液能溶解金屬表面的氧化物，破壞與水垢的結合，從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離，并脫落下來。
氣掀作用：酸溶液與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應后，產生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過程中，對于難溶或溶解較慢的水垢層，具有一定的掀動力，使水垢從換熱器受熱表面脫落下來。
疏松作用：對于含有硅酸鹽和硫酸鹽混合水垢，由于鈣、鎂、碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解，殘留的水垢會變得疏松，很容易被流動的酸溶液沖刷下來。
2、3清洗水垢的工藝要求
酸洗溫度：提升酸洗溫度有利于提高除垢效果，如果溫度過高就會加劇酸洗液對換熱器板片的腐蝕，通過反復試驗現，酸洗溫度控制在６０℃為宜。
酸洗液濃度：根據反復試驗得出，酸洗液應按甲酸８１．０％、水１７．０％、緩沖劑１．２％、表面活性劑０．８％的濃度配制，清洗效果極佳。
酸洗方法及時間：酸洗方法應以靜態浸泡和動態循環相結合的方法進行。酸洗時間為先靜態浸泡２ｈ，然后動態循環３￣４ｈ。在酸洗過程中應經常取樣化驗酸洗濃度，當相鄰兩次化驗濃度差值低于０．２％時，即可認為酸洗反應結束。
鈍化處理：酸洗結束后，板式熱交換器表面的水垢和金屬氧化物絕大部分被溶解脫落，暴露出嶄新的金屬，極易腐蝕，因此在酸洗后，對換熱器板片進行鈍化處理。
2、4清洗水垢的具體步驟
沖冼：酸洗前，先對換熱器進行開式沖洗，使換熱器內部沒有泥、垢等雜質， 這樣既能提高酸洗的效果，也可降低酸洗的耗酸量。
將清洗液倒入清洗設備，然后再注入換熱器中。
酸洗：將注滿酸溶液的換熱器靜態浸泡２ｈ，然后連續動態循環３￣４ｈ，其間每隔０．５ｈ進行正反交替清洗。酸洗結后，若酸液ｐＨ值大于２，酸液可重復使用，否則，應將酸洗液稀釋中和后排掉。
堿洗：酸洗結束后，用ＮａＯＨ，Ｎａ３ＰＯ４，軟化水按一定的比例配制好，利用動態循環的方式對換熱器進行堿洗，達到酸堿中和，使換熱器板片不再腐蝕。
水洗：堿洗結束后，用清潔的軟化水，反復對換熱器進行沖洗０．５ｈ，將換熱器內的殘渣徹底沖洗干凈。
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蒸汽空氣熱交換器的冷凝解析
2016-3-14 yifeng
蒸汽空氣熱交換器的冷凝解析
蒸汽空氣熱交換器是以蒸汽為介質的熱交換設備，由螺旋纏繞式翅片繞基管而成，適用于兩側介質有相變差異的熱交換系統，如冷熱空氣的交換。用蒸汽加熱空氣，因管內外傳熱系數差異大，單一強化一側傳熱效果不明顯，最好管內外同時強化，如采用螺紋管，但日常使用中普通裸管繞翅片就能滿足要求。其工作原理就是冷凝傳熱。
當壁面溫度低于蒸汽飽和溫度，蒸汽與壁面相接觸時就會冷凝成液體，同時釋放出汽化潛熱并把熱量傳遞給壁面，壁面再把熱量傳遞給另一側，這種熱交換過程稱為冷凝傳熱。一般來說，單組分的冷凝傳熱是一種高效傳熱過程，它的傳熱系數高于同種流體的單相對流傳熱系數。但是對于含不凝性氣體的混合物冷凝，因不凝氣的存在時冷凝傳熱系數會大大降低。兩相流動傳熱的冷凝過程，應用十分廣泛，如蒸餾塔頂汽體餾出物的冷凝；水蒸汽冷凝加熱空氣的空氣熱交換器，冷凍劑蒸汽的冷凝等。在冷凝過程中涉及到的主要設備有管殼式冷凝器，空氣熱交換器，板式冷凝器和螺旋板式冷凝器等，主要是含有不凝性氣體的餾出物，或以加熱空氣為目的的蒸汽冷凝。
冷凝機理關聯式是建立在大量實驗研究數據和文獻數據基礎上的，各種冷凝機理關聯式都有其應用條件和場合，有一定的局限性。過分簡化或在各種冷凝場合都使用相同的關聯式是不科學的。例如，不論管內冷凝還是管束外冷凝，不論重力控制流動還是剪刀力控制流動；不論臥式安裝還是立式安裝；都采用同一種模型是不可取的。實際上，任何方法的計算精度都與其應用場合有關系。因此，在討論冷凝傳熱機理時，應將具體的設備與工藝過程結合起來。
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熱交換器的種類有哪些?
2016-3-11 yifeng
一、按原理分類：1、直接接觸式換熱器
這類換熱器的主要工作原理是兩種介質經接觸而相互傳遞熱量,實現傳熱,接觸面積直接影響到傳熱量,這類換熱器的介質通常一種是氣體,另一種為液體,主要是以塔設備為主體的傳熱設備,但通常又涉及傳質,故很難區分與塔器的關系,通常歸口為塔式設備,電廠用涼水塔為最典型的直接接觸式換熱器.
2、蓄能式換熱器(簡稱蓄能器),這類換熱器用量極少,原理是熱介質先通過加熱固體物質達到一定溫度后,冷介質再通過固體物質被加熱,使之到達傳熱量的目的.
3、間壁式換熱器
這類換熱器用量非常大,占總量的99%以上,原理是熱介質通過金屬或非金屬將熱量傳遞給冷介質,這類換熱器我們通常稱為管殼式、板式、板翅式或板殼式換熱器.
二、按傳熱種類分類
1、無相變傳熱
一般分為加熱器和冷卻器.
2、有相變傳熱
一般分為冷凝器和重沸器.重沸器又分為釜式重沸器、虹吸式重沸器、再沸器、蒸發器、蒸汽發生器、廢熱鍋爐.
三、按傳熱元件分類
1、管式傳熱元件：
(1)浮頭式換熱器
(2)固定管板式換熱器
(3)填料函式換熱器
(4)U型管式換熱器
(5)蛇管式換熱器
(6)雙殼程換熱器
(7)單套管換熱器
(8)多套管換熱器
(9)外導流筒換熱器
(10)折流桿式換熱器
(11)熱管式換熱器
(12)插管式換熱器
(13)滑動管板式換熱器
2、板式傳熱元件
(1)螺旋板換熱器
(2)板式換熱器
(3)板翅式換熱器
(4)板殼式換熱器
(5)板式蒸發器
(6)板式冷凝器
(7)印刷電路板板換熱器
四、非金屬材料換熱器分類
(1)石墨換熱器
(2)氟塑料換熱器
(3)陶瓷纖維復合材料換熱器
(4)玻璃鋼換熱器
五、空冷式換熱器分類
(1)干式空冷器
(2)濕式空冷器
(3)干濕聯合空冷器
(4)電站空冷器
(5)表面蒸發式空冷器
(6)板式空冷器
(7)能量回收空冷器
(8)自然對流空冷器
(9)高壓空冷器
(10)穿孔板換熱器
六、按強化傳熱元件分類
(1)螺紋管換熱器
(2)波紋管換熱器
(3)異型管換熱器
(4)表面多孔管換熱器
(5)螺旋扁管換熱器
(6)螺旋槽管板換熱器
(7)環槽管換熱器
(8)縱槽管換熱器
(9)螺旋繞管式換熱器
(11)T型翅片管換熱器
(12)新結構高效換熱器
(13)內插物換熱器
(14)鋸齒管換熱器
還有按管箱等分類,各種換熱器各自使用與某一種工況,為此應根據介質、溫度、壓力、使用場合不同選擇不同種類的換熱器,揚長避短,使之帶來更大的經濟效益.
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