管壳式蒸汽换热器污垢热阻的影响

在炼油厂的许多装置中,使用蒸汽作为热源加热工艺介质十分普遍,在管壳式蒸汽换热器设计中存在的污垢热阻对换热能力的影响有时被设计人员忽略.本文通过工程实例来阐述污垢热阻对换热器换热能力以及凝结水温度的影响,在需要精确控制被加热介质一侧的换热场合,由于能量守恒以及换热平衡的双重制约,蒸汽的流量以及凝结水温度并不能随意控制,而是与污垢热阻一一对应的.如果换热器选型时选择过大的换热器,很可能导致公用工程介质的出口温度偏离设计值较大,存在隐患,所以换热器的选型过于保守是不良的设计习惯.     

某化工装置蒸发器的设计分析

本文利用HTRI软件对某化工装置蒸发器进行工艺核算,探讨物料循环量、壳体直径、换热管长、换热管径及管程污垢热阻对换热器的影响,得出优化选型。     

管壳式蒸汽换热器污垢热阻的影响

在炼油厂的许多装置中,使用蒸汽作为热源加热工艺介质十分普遍,在管壳式蒸汽换热器设计中存在的污垢热阻对换热能力的影响有时被设计人员忽略。本文通过工程实例来阐述污垢热阻对换热器换热能力以及凝结水温度的影响,在需要精确控制被加热介质一侧的换热场合,由于能量守恒以及换热平衡的双重制约,蒸汽的流量以及凝结水温度并不能随意控制,而是与污垢热阻一一对应的。如果换热器选型时选择过大的换热器,很可能导致公用工程介质的出口温度偏离设计值较大,存在隐患,所以换热器的选型过于保守是不良的设计习惯。     

板式换热器以松花江水为冷却水条件下的污垢特性

为研究板式换热器在天然水下的污垢特性,实验采用BR0.015F型板式换热器,研究了其在不同的流速和温度下的污垢特性,用扫描电镜观察了已经结垢的换热表面。结果表明：此板式换热器松花江水的污垢类型为渐进型且不存在诱导期,随着流速的增大污垢热阻降低的幅度减小。冷却水温度在27.5～28.5 ℃时污垢热阻较大,温度升高污垢热阻降低;换热表面的混合污垢成片的附着于换热面,有少量的难溶盐析出的晶体生成。     

海水板式换热器微生物污垢特性的实验研究

海洋生物附着及低速海流等因素直接影响海水换热器换热效果。为研究海水板式换热器的污垢特性,本文采用自行设计的板式换热器实验装置,通过富集培养并分离出硫酸盐还原菌（SRB）,使其附着海水板式换热器设备,并利用扫描电镜及热阻试验台,实验研究了附着污垢层的形成、生长及其换热特性,并对低流速海流环境下换热器的污垢热阻特性进行了对比实验。实验结果表明：污垢层的形成在不同时期其形貌和特征不同。能谱分析显示其组成的元素主要为C、H、O、Ca,是由各种有机物和悬浮颗粒组成。在诱导期后,污垢热阻符合渐进污垢增长模型,1 m/s以内的低流速下污垢热阻随流速增大而增大。     

污垢热阻系数对换热器换热效果的影响分析及应对措施

在换热器的设计及使用过程中,会因污垢热阻系数的影响而造成换热效果与工况要求之间存在偏差,严重偏离时甚至会导致停车。为避免因污垢热阻系数考虑不合理而造成的设备投资费用增加或满足不了生产运行的要求,在换热器的设计及使用过程中,可采取有针对性的方法减小污垢热阻系数带来的负面影响,从而提高换热器的运行效率及经济性。     

换热设备的清洗和防垢技术

一、前言 污垢的导热性差,是钢的1/30～1/50,结垢不仅是造成换热器传热效率降低和流体输送动力增加的主要原因,而且在换热器的设计中,因考虑到污垢热阻的存在而不得不需要更大的换热面积,从而增加了材料的消耗。由于污垢生成的机理复杂,许多强化传热元件的结垢机理尚不明确,而使其应用受到     

复合改性表面抑制颗粒污垢积聚特性分析

换热设备颗粒污垢一般指悬浮在流体中的固体颗粒在换热面上的积聚。开发了一种Ni-P-TiO₂防垢型复合改性表面,并将之用于板式换热器抑制纳米MgO颗粒污垢在换热表面的积聚。基于搭建的板式换热器颗粒污垢热阻动态监测实验系统,研究了不同冷却水流速(0.1~0.3 m/s)、入口温度(30~40℃)及纳米MgO浓度(100~400 mg/L)对Ni-P-TiO₂复合改性换热表面抑垢特性的影响。结果表明,随着流速的增加,污垢热阻渐近值减小了27.85%~34.41%;随着冷却水入口温度的升高,污垢热阻渐近值减小了25.15%~39.14%;随着MgO颗粒浓度的增加,热阻渐近值减小了26.15%~45.36%。结合Ni-P-TiO₂复合改性表面的表面能分析了其表面的抑垢性能,发现制备的Ni-P-TiO₂复合改性表面的表面能与纳米MgO颗粒污垢层的表面能相接近,符合Zhao提出的“最优表面能”抑垢理论。与常规板式换热器不锈钢表面相比,Ni-P-TiO₂复合改性表面不仅抑制了颗粒污垢的积聚,还降低了颗粒污垢的固着强度,使得积聚其上的颗粒污垢更容易被剥离换热表面,实现了换热表面持久高效抑垢。     

PTFE管在生活污水中的换热特性研究

研究了浸泡在生活污水中的PTFE管和铝塑管的污垢生长特性和换热性能。根据污垢热阻变化曲线总结出污垢在塑料换热器上生长特性,污垢的生长过程可分为三个阶段:生长阶段,过渡阶段和振荡阶段。通过分析和比较PTFE管和铝塑管的污垢热阻和换热系数,说明了PTFE管在抑制污垢生长和传热性能都优于铝塑管,PTFE材质更适合于污水热能回收系统中。     

Ca2+环境下水质参数变化对板式换热器铁细菌微生物污垢的影响

换热设备微生物污垢形成机制和影响因素复杂,污垢数据和规律的获取难度较大。本文采用搭建的板式换热器循环冷却水实验系统,获得了加入Ca²⁺后板式换热器冷却水铁细菌微生物污垢热阻数据,研究了加入Ca²⁺后不同运行工况下冷却水水质参数（OD、pH、电导率）的变化,进一步分析了水质参数变化对微生物污垢生长带来的影响。结果表明,加入Ca²⁺后微生物污垢热阻渐变化明显。随着低温循环冷水进口温度增加,含有Ca²⁺和铁细菌的循环冷却水OD逐渐降低,pH则逐渐升高,电导率减小,微生物污垢热阻逐渐降低;随着流体速度的增加,循环冷却水OD则升高,pH降低,电导率增大,但流速的增大同样加剧了冷却水对通道壁面的剥蚀作用,导致微生物污垢热阻随流速增逐渐下降。     

入口温度对换热器污垢热阻的影响及其修正

为提高污垢热阻测量精度,在分析污垢热阻温差监测法的基础上,研究了循环冷却水入口温度对换热器污垢热阻的影响。通过对污垢热阻测量模型参数进行推算,利用最小二乘法原理对污垢热阻数据进行处理,确定了在线测量污垢热阻的修正方法。修正前污垢热阻数据表明了循环冷却水入口温度与换热器污垢热阻之间呈反比例的关系。针对无垢和有垢两种情况,分别对污垢热阻测量模型进行了修正,结果表明:对于某电厂现场数据和实验室数据,修正效果均使污垢热阻测量值更加准确,证明了修正公式的可靠性。     

板式换热器Ni-P-TiO2复合纳米镀层微生物污垢特性

换热器微生物污垢问题普遍存在于能源化工领域,污垢的聚集会导致设备的流动阻力、燃料消耗和维护成本支出大幅度增加。本文采用复合纳米镀层来抑制和减轻换热表面的微生物污垢的附着和沉积。首先采用化学镀的方式,在板式换热器的不锈钢316板上镀覆 Ni-P-TiO₂复合纳米镀层和对照性的Ni-P 镀层。基于板式换热器的微生物污垢在线监测实验系统,研究了镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器微生物污垢特性。结果表明,清洁状态下,镀覆两种镀层的板式换热器其摩擦系数（f）和Nusselt数（Nu）相较未镀覆板式换热器均略有增加;微生物污垢实验后,相比较未镀覆的板式换热器,镀覆Ni-P镀层的板式换热器污垢热阻减少了8.36%~23.07%,而镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器污垢热阻减少了16.6%~30.96%;在相同微生物污垢实验工况下,镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器的摩擦系数（f）相比Ni-P镀层的低2.54%~11.82%,但Nu却明显高于Ni-P镀层达8.47%~9.45%,并且污垢热阻明显小于Ni-P镀层达10.66%~18.18%,镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器展现了优异的强化传热性能和抑垢性能。     

管内置弹性珠换热管的换热及结垢性能研究

研究开发紧凑、长期高效运行且具有抗污垢能力的换热器一直是石化、发电等行业的重要课题。通过对国内外流化床在换热器除垢方面的研究,提出了将束缚珠子应用于换热管内,通过珠子的湍振运动不仅可以增加换热系数,而且可以延长高效运行时间,具有较强的抗污垢能力。     

汽-水换热器内流体诱导振动强化传热试验

提出利用换热器内流体诱导振动实现强化传热的方法 .在利用传热表面振动提高对流换热系数的同时 ,利用振动变形减少积垢 ,降低污垢热阻 ,实现了复合强化传热 .对管内外流体流动诱导弹性管束的振动特性、强化传热特性和污垢特性进行了试验研究     

水质参数对交叉缩放椭圆管污垢的影响

采用对比的实验方法对交叉缩放椭圆管与光管的污垢热阻进行了分析,并重点研究了冷却水（松花江水）水质参数对污垢产生的影响。实验结果表明：在低流速时,交叉缩放椭圆管的污垢热阻渐近值比光管低,且没有明显的诱导期;实验中冷却水水质参数的变化对污垢影响明显。并深度分析了水质参数随时间的变化及水质参数变化对强化换热表面污垢特性的影响,为换热器提高换热效率提供了参考。     

板式换热器铁细菌生物污垢特性的实验分析

为探讨铁细菌在板式换热器里的污垢规律,对不同流速、温度及浓度下铁细菌在板式换热器内的污垢特性进行了实验研究。结果表明：随着流速的增加,铁细菌的污垢热阻渐近值逐渐减小;随着温度的升高,铁细菌的结垢诱导期明显缩短,结垢速率加快,污垢热阻的渐近值呈减小的趋势;而随着浓度的增加,污垢热阻值呈现明显的增长。     

松花江水质参数与换热管内污垢热阻的关联分析

研究松花江水在换热过程中,主要水质参数对表面污垢热阻的影响程度,分别测定3种管型在换热过程中水质参数的变化情况,所选管型分别是光管、交叉缩放椭圆管和不连续双斜向内肋管,水质参数为pH、碱度、电导率、溶解氧、钙离子浓度和亚铁离子浓度.应用灰色关联方法,将水质数据和污垢热阻数据进行关联分析得出,两种强化管的水质参数关联顺序相同.其中的两种参数与污垢热阻呈现同向变化趋势,其余参数与污垢热阻呈现反向变化的趋势.强化换热管不但对水质参数的变化产生影响,而且对关联程度也有影响.     

板式换热器铁细菌生物污垢特性的实验分析

为探讨铁细菌在板式换热器里的污垢规律,对不同流速、温度及浓度下铁细菌在板式换热器内的污垢特性进行了实验研究。结果表明:随着流速的增加,铁细菌的污垢热阻渐近值逐渐减小;随着温度的升高,铁细菌的结垢诱导期明显缩短,结垢速率加快,污垢热阻的渐近值呈减小的趋势;而随着浓度的增加,污垢热阻值呈现明显的增长。     

Ca~(2+)环境下板式换热器微生物污垢特性

为了研究Ca2+环境下微生物的污垢特性,通过人工配比方法加入Ca Cl2与铁细菌,对板式换热器循环冷却水系统在不同温度、速度和铁细菌浓度下的污垢特性进行了实验研究。结果表明:在Ca2+环境下污垢热阻高于纯铁细菌污垢热阻,且温度越高污垢热阻渐近值越小,流体速度越大污垢热阻渐近值越小,铁细菌浓度越大污垢热阻渐近值越大。     

换热器防垢除垢实验研究

考察了二甲基甲酰胺中的盐在换热器换热冷却过程中的结垢行为,分别采用内置弹簧和液固流态化以及两者结合的方法对换热器在线防垢除垢进行研究.采用测定总传热系数法研究污垢热阻随时间的变化规律,并用污垢称重法测定不同条件的总污垢量.研究了流体流速、传热温差、弹簧结构、惰性固体颗粒数量和大小等诸因素对结垢的影响,结果表明:直径与管内径比为0.8,螺距和管内径比为1.5的弹簧在0.6～1.0 m-s-1的流速范围内防垢除垢效果最佳,随着颗粒数量的增加和粒径的增大,污垢生成速率降低,结垢量减少,相比同条件下单纯颗粒流态化除垢,内置弹簧和颗粒流态化结合法可以使污垢量减少20%～50%.实验研究结果对实际的工业过程具有一定的参考意义和指导价值.