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热管换热器的使用及保养
 



    热管换热器的核心元件是热管,它独特的传热特性引起了人们的极大兴趣。但在工业应用中仍然存在一些问题, 极大地限制了热管技术的使用和发展。因此, 有必要对这些问题进行研究探索, 以找到合理的解决办法。


   一、热管的相容性问题及对策

  管壳材料与工质的化学相容性问题,如钢—水热管中存在着化学反应和电化学反应, 这是一种不可避免的金属腐蚀过程, 只能抑制或延缓而不可能消除, 目前采取的主要对策如下。

  1.碳钢管材的高温蒸汽表面钝化。采用该办法的目的是使管壁净化且生成致密的兰色Fe3O4 钝化层, 这是一种稳定性极好的保护膜。具体做法是将净化后的碳钢管加热至 500~600后, 冲以水蒸气使表面钝化, 此时碳钢管内表面会生成致密而均匀的Fe3O4氧化层。

    2. 碳钢管材的化学液钝化。该方法采用氧化性化学试剂使管壁生成Fe3O4 钝化层。目前钝化液配方主要采用重铬酸钾。具体做法是将酸洗净化后的碳钢管放入钝化槽内, 在一定温度下浸泡一定的时间, 让管壁内生成一层致密的 Fe3O4氧化膜。

    3. 工质内添加缓蚀剂。在工质中添加缓蚀剂是为了使管壁表面产生更为均匀与致密的Fe3O4 钝化层。缓蚀剂一般与化学钝化联合使用, 缓蚀剂可以对破坏的局部钝化膜起到修补的作用。缓蚀剂品种很多, 一般采用阳极型缓蚀剂, 其管壁缓蚀效果较好,具体做法是在工质内添加 1%~3%的重铬酸钾。

    4. 排放法和渗透法。排放法是在热管冷凝端部装上排气阀,必要时打开阀将积累的氢气排放出去; 渗透法则是在热管冷凝端部装上钯管, 让所产生的氢气随时渗透出去。

    5. 氧化除氢法。根据化学理论,标准电极电位为正值元素的氧化物都可被氢还原出来。常见的铜、镍、锌、钴等元素的氧化物都能与氢进行氧化还原反应, 只是反应的温度和速度不同。20 世纪90 年代初氧化除氢技术就开始了推广应用,反应温度一般在 150以上, 工业应用受到一定限制。 

    在常温下就可快速进行除氢反应。这一技术的推广应用, 将极大提高热管的使用寿命。由于化学钝化膜不稳定,排放法和渗透法不易操作, 高温蒸汽钝化所需场地、设备投资较大, 因此, 较好的热管延寿方法应为化学钝化、缓蚀剂及氧化除氢技术的配合使用。 

    热管的积灰问题及对策

    在热管余热回收设备中,热管积灰是普遍存在的问题, 积灰增加了受热面热阻, 降低设备的传热能力。积灰减少流体的通道面积, 增加流动阻力,降低换热表面温度, 造成低温露点腐蚀很多。余热回收设备由于积灰严重不能正常运行,甚至被迫停用。因此对积灰问题应给予高度重视。防止和减少积灰的对策如下。

    1. 根据流体含尘的状况,合理选择热管及其传热元件的结构形式, 主要是合理选择热管外翅片结构。气相换热的热管换热器,管外均采用加肋强化传热, 翅片形式多选用穿片或螺旋型缠绕片, 这些翅片的结构紧凑, 肋化比高, 效果明显, 缺点是极易积灰结垢。对于高粉尘流体即使翅片间距取到12~20mm,在某些情况下也会出现严重积灰, 因此对于高含尘流体目前趋向于选择以下两种结构:

   (1) 轴对称单列纵向直肋翅片;

   (2) 钉头管。钉头管作为换热设备的传热元件一般多用于黏结性积灰部位, 如用于以高含硫油为燃料的常减压加热炉, 使用多年一直无积灰堵塞现象。

    换热设备内流体的速度是一个重要的设计参数,它影响换热设备的传热、流动阻力、磨损及自清灰能力等。目前热管换热设备的设计多采用等质量流速法, 这种方法的不足就是随着设备内温度的下降, 出口处的密度、动力黏度、导热系数有明显变化,从而引起出口处流体的速度大幅下降。其结果是换热系数和自清灰能力下降, 造成换热设备积灰。

    解决该问题可采用变截面设计法,以等体积流速法代替等质量流速法。如要维持体积流速不变,只有改变换热面积来抵消密度的变化, 随着烟气温度的降低, 将换热设备的流通面积减小, 以保证进出口具有相同的自清灰能力。

    2. 改变换热设备内流体的流速,以减少或清除积灰。

    3. 采用化学清灰剂清灰。

    4. 吹扫和用机械方法清除管束表面积灰。


     换热器在石油、化工、动力、食品等工业生产中占有非常重要的地位,应用范围也很广泛。为了延长设备的使用寿命就要定期对其进行保养维护,下面给您介绍一下换热器的保养方式。

    1、清理过滤网上的灰尘。清洗过滤网时,要先切断电源,然后打开进风栅;取出过滤网之后用水或吸尘器清洗过滤网,水温要小于40度,用热湿布或中性洗涤剂清洗,然后用干布擦拭,不要用其他化学洗涤剂清洗过滤网。

 
    2、清洗排水部分的污垢和积聚物。为了保证排水通畅、防止细菌繁殖,也为了防止换热器排水部分产生较多污垢,需要定期对其进行消毒。

    3、清除通风口的杂物,保证能够正常通风。观察室外机架有无出现松动问题现象,清洁室外通风网罩内有无异物,如果有异物需要及时清除,保证正常的通风。

    4、室内、外换热器进行表面清洗,提高换热器的效率。清理室内换热器时,要先小心拿下面板,然后用柔软的抹布擦洗,使用小毛刷轻轻刷洗完内机的换热器,这样不但可以清除灰尘还能够清除有害物质积聚。但是我们需要注意由于散热片是很薄的铝质材料,受力后容易产生变形,因此需要小心刷洗。

 

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