1、常見換熱器的形式、工作原理及換熱介質

在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱為換熱器。在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度較高，放出熱量；另一種流體則溫度較低，吸收熱量。換熱器按用途不同可分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器、深冷器、過熱器等。 

2、換熱介質的化學成分對結垢形成的影響

換熱介質是指和工藝物料發(fā)生熱量交換的輔助介質，常用的有水、油、空氣等。水是最常見的換熱介質，其雜質成分對換熱器結垢的形成有很大的影響。具體來說有：以離子或分子狀態(tài)溶解于水中的雜質：鈣鹽類、鎂鹽類、鈉鹽類。以膠體狀態(tài)存在的雜質：鐵化合物、微生物、冷卻循環(huán)水中的污泥，來源于空氣中的塵土及補充水中的懸浮物，逐漸沉積在流速較低的換熱器中。粘垢：主要是微生物的分泌物與水中泥沙、腐蝕產(chǎn)物、菌藻殘骸粘結而成，常常附著在換熱器壁面上。

3、換熱器垢的理化性質

在受熱面與傳熱表面上沉積的附著物層常稱作水垢。在換熱器中，尤其是壓縮冷盤等循環(huán)冷卻式換熱器中，含有碳酸氫鹽分解產(chǎn)物和微生物污泥。碳酸鹽水垢是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和熱交換器傳熱表面的主要垢種。碳酸鹽水垢的基本性狀：碳酸鹽水垢外觀為白色或灰白色。如果設備有腐蝕時，會染上腐蝕產(chǎn)物的顏色。碳酸鹽水垢質硬而脆，附著堅牢，難以剝離刮除。對于循環(huán)冷卻水，應定期檢測水質，使水質符合GB50050《循環(huán)冷卻水的水質標準》，當水質不能達到標準時，應按國家標準GBJ50《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》中的方法對水質進行處理。這樣能有效防止水垢對設備換熱效果的影響

4、換熱過程中介質的流速對結垢形成的影響

適當提高流體的流速，使流體中的沉積物不易沉積、結垢，但換熱器的壓降增大；不斷地改變流體的流動方向，使流體不停地沖擊換熱管的壁面，讓流體中的各種雜質不易在壁面停留；選擇耐腐蝕的光滑材料，也可以減緩污垢的形成。實踐中，我們常通過壓力差的檢查，判斷換熱器是否結垢。公司在每次設備檢修停車前也都這樣做。

5、換熱過程中介質的溫度對結垢形成的影響

換熱器進出口溫度的變化直接反映出換熱器換熱能力的變化。定期測量換熱器進出口流量、溫度、當傳熱能力低到不能滿足工藝要求時，則應通過機械清洗或化學清洗提高換熱能力，滿足和維持工藝運行的需要。用水作冷卻介質時，水的出口溫度最好控制在50℃，因為超過50℃會使管子腐蝕，換熱器結垢嚴重，影響換熱能力，故出口水溫不要超過65℃。

6、換熱器結構形式對結垢形成的影響

實踐中發(fā)現(xiàn)，管道的結構形狀對結垢有很大影響。例如波紋管管道，它不僅可以迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使流體的湍流程度持續(xù)得到強化，還能提高傳熱效率，同時具有很好的防結垢能力，其抗垢機理是：流道內(nèi)流體的高速湍流，使流體中的微粒難以沉積結垢，即使有少量垢生成，由于介質在管內(nèi)外湍流流動，對管壁沖刷強烈，防結垢能力強。另外，波紋管上存在著因管程與殼程溫差應力而產(chǎn)生的應變，使具有彈性特征的波紋管的曲率發(fā)生微觀變化，從而使波紋管換熱器具有防垢和除垢的能力。

7、局部環(huán)境條件對結垢形成的影響

操作溫度高于或低于環(huán)境溫度時，有的換熱器需保溫或保冷，保溫或保冷層的完好狀態(tài)直接影響換熱器傳熱性能。如保溫或保冷層一旦破壞，局部環(huán)境條件發(fā)生變化，也會加速結垢的聚集，形成結垢層。

8、換熱器停運期間的對結垢形成的影響

換熱設備在每年大修停用期間，如果內(nèi)部的積水或集液未及時排出，在相對靜置的條件下，更容易形成結垢，因而，在設備停用特別是在較長時間內(nèi)停用時，應注意換熱器的排水及維護保養(yǎng)、

9、減少、消除結垢形成的方法措施

（1）從設計角度減少、消除形成結垢的條件

  換熱器的設計是通過計算確定經(jīng)濟合理的傳熱面積及換熱器的有關結構尺寸，以實現(xiàn)所需的傳熱目的。在結構設計時，不妨考慮采用特殊結構，例如，設計能產(chǎn)生湍流的結構，重要的換熱設備也可考慮設置電子除垢器、反沖洗系統(tǒng)等，如果使用水作為換熱介質，在考慮腐蝕的情況下，使用防結垢添加劑等材料，除此之外，遵循簡單的設計原則也可減少甚至消除形成結垢的外部條件，例如：不潔凈和易結垢的流體宜走管程，因為管程清洗比較方便。

（2）流量小或粘度大的流體宜走殼程，因流體在有折流擋板的殼程中流動，由于流速和流向的不斷改變，即可達到湍流，阻止結垢形成。

（3）腐蝕性的流體宜走管程，以免管子和殼體同時被腐蝕，且管程便于檢修與更換。

（4）被冷卻的流體宜走殼程，可利用殼體對外的散熱作用，同時管程結垢后便于更換。

（5）飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽較潔凈，不易結垢，不需清洗。流體流速的選擇：流體流速的選擇涉及到傳熱系數(shù)、流動阻力及換熱器結構等方面。增大流速，可加大對流傳熱系數(shù)，減少污垢的形成，使總傳熱系數(shù)增大；但同時使流動阻力加大，動力消耗增多；選擇高流速，使管子的數(shù)目減小，對一定換熱面積，不得不采用較長的管子或增加程數(shù)，管子太長不利于清洗，單程變?yōu)槎喑淌蛊骄鶄鳠釡夭钕陆?。因此，一般需通過多方面權衡選擇適宜的流速。溫差不大、殼程介質結垢不嚴重、殼程能采用化學清洗時，選用固定管板式換熱器。