换热器(热交换器)是工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备,包括石油、化工、工业制冷、水泥、制盐、冶金、生物制药、造纸等工业领域。
然而工业换热器普遍存在换热效率不足的问题。换热器使用一段时间就会在管壁上结一层垢,据研究表示,0.1mm厚的污垢的热阻可以让1mm厚的换热管的导热热阻忽略不计。如此低的传热效率,使得管式换热器长期处于低效率的运行状态,随着换热技术的发展,污垢已经成为强化换热的主要障碍,需要定期对换热器进行清洗。
目前换热器清洗的方式主要分为物理清洗、人工清洗和化学清洗三种方法,下面来分析下各种清洗方法的优缺点。
1、物理清洗
主要包括胶球清洗、管刷清洗、超声波清洗等。
(1)胶球清洗:即在冷却水循环管路里投放表面粗糙的胶球,利用胶球与管壁间的摩擦实现清洗换热管。目前胶球清洗方法是最常用最普遍的清洗方法,但此方法并不能有效清洗到所有管道,只能对部分水力特性较好的换热管道进行清洗,同时对金属碳酸盐等硬垢去除效果不佳,随着时间推移,污垢仍然会在管壁累积。此外,胶球清洗系统要求投放数量较多的胶球,但胶球回收率低,部分电厂需要人工投球收球,统计收球率,导致了运行成本及人工成本的升高。
(2)管刷清洗:在每根换热管内都安装一个毛刷,利用反冲向原理,改变冷凝管道内的水向,推动毛刷低速前进清洗。与胶球清洗一样,其缺点也是硬垢去除效果不佳,且管刷清洗的成本更高。
(3)超声波清洗:利用超声波产生的强烈空化作用及振动将工件表面的污垢剥离脱落,同时还可将油脂性的污物分解、乳化。其缺点是需要选择合适的超声波功率和频率大小以及清洗液的温度,费用高昂,还需长期案例验证。
2、人工清洗
主要是采用高压水射流进行换热器清洗。该方法对泥沙等软垢有较好的去除效果,但对硬垢去除效果不佳,同时必须停机清洗,不仅会造成一定的停机损失,此外无法及时清除换热器内的积垢。
3、化学清洗
即在冷却水循环管路内投放盐酸、缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂以及粘泥剥离剂等化学药剂清洗积垢。这种方法进行换热器清洗效果较好,但存在两点问题:首先,化学清洗频繁使用后,会腐蚀换热管,降低设备的使用寿命,存在安全隐患。其次,化学清洗方法运行成本高,污染环境。
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