易結垢流體在板式換熱器中流動時,如果溫度升高或流速降低,水中的鈣、鎂離子易析出形成水垢,附著在板片換熱面上,導致換熱效率下降、能耗增加,嚴重時甚至堵塞流道,影響系統運行。因此,針對易結垢流體,需從預防結垢、減少附著、及時清理三個方面制定防結垢措施,來確保艾克森板式換熱器穩定運行。
1.優化流體工況與設備設計是預防結垢的基礎,核心是控制流體在換熱器內的溫度、流速與停留時間,減少結垢條件。從溫度控制來看,需避免流體在換熱過程中局部過熱——板式換熱器的板片采用波紋設計,可強化流體湍流,但需通過工藝調整,將熱側流體與冷側流體的溫差控制在合理范圍,如果溫差過大,易導致冷側流體局部溫度驟升,加速水垢析出;同時,可在換熱器進口設置溫度監測點,當熱側流體溫度過高時,自動調節冷側流體流量,平衡溫差。從流速控制來看,需保證流體在板片流道內的流速處于1-3m/s,較高的流速可增強流體的沖刷作用,減少水垢在板片表面的附著,同時避免流速過低導致雜質沉積;如果流體流量較小,可通過減少板片數量或采用窄流道板片,維持合理流速。此外,在設備選型時,可選用“不對稱流道板片”,熱側采用寬流道,冷側采用窄流道,進一步適配易結垢流體的特性。
2.水質預處理與化學防垢是從源頭減少結垢物質的關鍵手段。水質預處理需在流體進入換熱器前,去除水中易結垢的成分:對于硬度較高的水,可采用離子交換樹脂軟化裝置,去除鈣、鎂離子,降低水的硬度;對于含懸浮雜質的水,需加裝精密過濾器,截留泥沙、膠體等雜質,避免與水垢混合形成更難清理的污垢。化學防垢則是通過向流體中投加緩蝕阻垢劑,抑制水垢生成——常用的緩蝕阻垢劑包括聚磷酸鹽、有機膦酸鹽等,這些藥劑可與水中的鈣、鎂離子結合,形成穩定的絡合物,阻止析出結晶;同時,藥劑可在板片表面形成一層保護膜,減少水垢附著。需注意的是,藥劑投加量需根據水質參數精準控制,過量投加可能導致藥劑殘留,反而形成新的污垢,因此需配套藥劑濃度監測儀,實時調整投加量。
3.定期清洗與在線維護是及時清除已形成水垢的保障,刻意水垢積累影響換熱。離線清洗適用于水垢較厚或系統停機檢修時:先將艾克森板式換熱器拆解,用高壓水沖洗板片表面,去除疏松水垢;如果水垢較堅硬,可采用酸洗浸泡板片,待水垢溶解后,用清水沖洗干凈,避免酸液腐蝕板片。在線清洗則適用于需連續運行的系統,可在換熱器進出口管道上設置在線清洗裝置,定期向流道內注入清洗液,在不停機的情況下清除輕度水垢;部分系統還會采用“脈沖清洗技術”,通過脈沖水流的沖擊作用,剝離板片表面的水垢,減少對設備的損傷。
處理易結垢流體時,板式換熱器的防結垢措施需結合源頭控制、過程優化、后期維護,通過水質預處理減少結垢物質、優化工況抑制結垢生成、定期清洗清除已結水垢,形成完整的防結垢體系。艾克森認為只有綜合運用這些措施,才能有效延長換熱器使用壽命,確保系統長期穩定、高效運行。
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