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工業設備清洗

管殼式換熱器清洗

管殼式換熱器清洗

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管殼式換熱器清洗


管殼式(shell and tube heat exchanger)又稱。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的。這種換熱器結構簡單、造價低、流通截面較寬、易于清洗水垢;但傳熱系數低、占地面積大。可用各種結構材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應用最廣的類型。[1] 
管殼式換熱器有固定管板式汽-水換熱器、帶膨脹節管殼式汽-水換熱器、浮頭式汽-水換熱器、U形管殼式汽-水換熱器、波節型管殼式汽-水換熱器、分段式水-水換熱器等幾種類型。管殼式換熱器的主要控制參數為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數等。 
由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內部裝有管束,管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數,通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規定路程多次橫向通過管束,增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊,管外流體湍動程度高,傳熱分系數大;正方形排列則管外清洗方便,適用于易結垢的流體。管殼式換熱器的主要控制參數為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數等。
流體每通過管束一次稱為一個管程;每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設置隔板,將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子,因而在管束中往返多次,這稱為多管程。同樣,為提高管外流速,也可在殼體內安裝縱向擋板,迫使流體多次通過殼體空間,稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應用。
管殼式換熱器由于管內外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大,換熱器內將產生很大熱應力,導致管子彎曲、斷裂,或從管板上拉脫。因此,當管束與殼體溫度差超過50℃時,需采取適當補償措施,以消除或減少熱應力。根據所采用的補償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:
①管束兩端的管板與殼體聯成一體,結構簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時,可在殼體上安裝有彈性的補償圈,以減小熱應力。
②管束一端的管板可,完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣,但結構比較復雜,造價較高。
③  每根換熱管皆彎成U形,兩端分別固定在同一管板上下兩區,借助于管箱內的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力,結構比浮頭式簡單,但管程不易清洗。
④渦流熱膜換熱器采用最新的渦流熱膜傳熱技術,通過改變流體運動狀態來增加傳熱效果,當介質經過渦流管表面時,強力沖刷管子表面,從而提高換熱效率。最高可達10000W/m2℃。同時這種結構實現了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式,在換熱管表面形成繞流,對流換熱系數降低。
各種分類換熱器性能對比:
對比項目
浮動盤管換熱器
螺紋管換熱器
渦流熱膜換熱器
適用介質種類
蒸汽、水
蒸汽、水
弱腐蝕性化工原料、蒸汽、水
介質的參數范圍
溫度:0-150度
壓力:0-1.0MPa
溫度:0-150度
壓力:0-1.6MPa
溫度:-40-400度
壓力:0-10.0MPa
熱效率
熱效率=92%
熱效率=93%
熱效率=96%
防垢性能
自動除垢
人工除垢
具有防垢功能
耐震、噪音
振動較大,噪音大
振動較小,噪音小
振動微弱,噪音小
使用壽命
7年左右
10年左右
20年左右
維修
停機維修,更換管束
停機維修,拔管再脹管
無需維修
根據管殼式換熱器不同類型的結垢成分,制定可靠的清洗除垢方案,定期進行換熱器清洗除垢,改善換熱器結垢問題,提高管殼式換熱器換熱器的傳熱效率,以保證換熱器設備的使用壽命。
換熱面上的污垢是由多種污垢混合在一起的。管殼式換熱器不同類型的結垢成分分析:   
1、冷卻水系統中過于飽和的鈣鎂鹽類受溫度、pH值等影響,結晶后沉積在換熱器表面,形成結晶樣水垢;
2、換熱器冷卻水系統中的一些微生物,在換熱器換熱表面形成生物垢;
3、流體中懸浮的同體顆粒在換熱面上的積聚形成顆粒垢體;
4、化學反應生成沉積物;
5、換熱介質腐蝕換熱器換熱面,腐蝕物沉積在受熱面上形成腐蝕性污垢。管殼式換熱器清洗除垢方法:
1、物理清洗法:高壓水噴射清洗:借著強大的沖擊力沖刷管殼式換熱器的管側、殼側,噴射清洗、除去污垢。向管內插入物清洗法:向管內插入物活動,清除管內污垢。此法勞動強度較大。

2、化學清洗法:化學清洗即加入化學清洗劑,此法具有清洗徹底,操作方便,對換熱面無損傷等優點。 管殼式換熱器結垢后帶來的危害性極大,定期地對換熱器清洗除垢、保養維護很有必要性。
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