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工業設備換熱器冷凝器和管線積垢的構成和危害

2020/3/3 17:38:03點擊:

換熱器污垢構成

一、水垢換熱器一般采用冷卻塔冷卻循環。水蒸發引起循環水濃縮倍率的提高,CaCo3Ca(PO4)2MgCO3等微溶鹽的溶解度隨著溫度的升高而降低,容易達到過飽和而從水中析出,這些結晶的沉積物容易沉積在換熱器的表面形成水垢。牢固地附在機組換熱器冷凝器的換熱表面和管線上,其結構致密而堅硬,不易被水洗掉。另外,冷卻水通過冷卻塔和外界接觸,為微生物的繁殖創造條件。這些微生物和水中的不溶性鹽類的泥狀物等會形成CaCo3鹽類微結晶的晶核,加速了CaCo3等結晶的析出過程,很容易在換熱器冷凝器表面沉積而形成生物污泥。降低了換熱器的傳熱效率。(紫銅的平均導熱系數為384W/mk,黃銅的平均導熱系數為393W/mk,各種污垢的導熱系數大致為0.06~3.5W/mk,碳酸鹽的導熱系數為0.464~0.697W/mk),隨著時間的推移,換熱器系統中的結垢及垢下腐蝕將越來越嚴重。換熱器冷凝器設備將會因系統的腐蝕而降低使用壽命。換熱器系統中的雜質極易阻塞換熱器冷凝器,造成換熱器效率大幅下降。

當防腐措施不當時,換熱器冷凝器的換熱表面經常會有銹瘤附著。它們常與水垢、微生物粘泥等一起沉積在傳熱表面。這種銹瘤狀腐蝕產物形成的沉積物,除了影響傳熱外,更嚴重的是助長某些細菌的繁殖,最終導致換熱器冷凝器換熱表面腐蝕穿孔而泄漏因此,需進行循環冷卻水系統水垢清洗、換熱器清洗和冷凝器清洗。


二、換熱器金屬腐蝕和氧化物垢:水中溶解O2CO2引起的腐蝕:冷卻水和冷凍水都溶解一定濃度的O2CO2并且在冷卻水換熱器系統中,水與空氣能夠充分接觸。因此水中的O2可達到飽和狀態。當碳鋼與溶有O2的水接觸時,由于金屬表面的不均一性和水的導電性,在換熱器碳鋼表面會形成許多腐蝕微電池,微電池的陰極區和陽極區分別產生的氧化反應和還原反應,產生的Fe2O3結構疏松。無保護作用,這些反應,會使微電池陰極區的換熱器金屬不斷溶解而被腐蝕。


三、換熱器微生物腐蝕和藻類粘泥:微生物引起的換熱器腐蝕:在冷卻水循環系統中,含有微生物的水不斷補充。與此同時,冷卻塔中從上而噴淋下來的水又從相遇的空氣中捕集到了大量的微生物進入冷卻水系統。冷卻水的水溫范圍又特別利于某些微生物的生長。冷卻水在冷卻塔內的噴淋曝氣過程中溶入了大量的氧氣,為好氧微生物提供了必要的條件,而一些污垢等沉積物又為厭氧性微生物提供了庇護所。微生物的滋生使換熱器金屬腐蝕。這是由于微生物排出的粘液與無機垢和泥沙雜物等形成的沉積物附在換熱器金屬表面,形成氧的濃差電池,促使換熱器金屬腐蝕。

換熱器腐蝕直接影響換熱器設備的使用壽命,其產生的銹垢也嚴重影響了換熱器傳熱效果,使能源消耗大幅上升。

藻類:循環水中的藻類主要有綠藻、藍藻和硅藻。它們在水中形成金屬表面差異腐蝕電池而導致換熱器沉積物下腐蝕。塊狀的還會堵塞換熱器冷凝器中的管路。減少換熱器水的流量,從而降低換熱器冷凝器換熱效率。


換熱器積垢危害:

1)降低換熱效果碳鋼導熱系數為46.4-52.2W/(m.k),但碳酸鹽垢的導熱系數為0.464~0.697W/(m.k),只有碳鋼的1%左右.水垢或其他沉積物的導熱系數比金屬低的多,因此當水垢或其他沉積物覆蓋在換熱器冷凝器的換熱表面時,就會大大降低換熱器冷凝器的換熱效率,影響產品質量.

2)使循環水量減少沉積物或微生物黏泥覆蓋在換熱器冷凝器中的換熱管壁甚至堵塞換熱管,使得循環水通道的截面積和通量變小,從而使換熱器冷凝器換熱效果進一步降低.延長冷卻時間.

3)降低水處理藥劑的使用效果沉積物以及微生物黏泥覆蓋在金屬的表面,阻止了水中的緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑等水處理藥劑到達換熱器冷凝器金屬表面發生緩蝕、阻垢和殺菌作用,并且有些微生物還會和一些水處理藥劑發生反應,從而破壞和降低了這些藥劑的使用效果。

4)加速腐蝕沉積物和微生物的產生,促使了濃差腐蝕電池的形成及換熱器垢下腐蝕的產生,從而使換熱器冷凝器金屬的腐蝕速度加劇。

5)縮短工業設備的使用壽命沉積物和微生物黏泥等覆蓋在換熱器冷凝器表面,阻止設備的有效換熱,導致金屬疲勞;另一方面,腐蝕的發生會導致冷凝器如換熱器的換熱管管壁變薄,尤其是換熱器垢下腐蝕和銹瘤還會導致換熱器設備穿孔泄漏。

6)增加運行成本為使工業設備保持足夠的換熱效率,必須采取諸如增加水量等措施,同時為維修因換熱器腐蝕等原因造成損壞等,必然需增加一些費用,從而增大了工業設備的運行成本。

為提高換熱器冷凝器換熱效率,保證產品品質,節約能源,防止或減少換熱器冷凝器腐蝕,提高工業設備壽命,應進行工業循環水系統冷凝器清洗和換熱器清洗,以除去換熱器表面上的沉積物和殺滅微生物。

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