蒸发器的清洗技术蒸发器的清洗技术.doc

湖 南 工 业 大 学 本科毕业设计（论文）开题报告 （2014 届） 学 院（部）： 机械工程学院过程装备与控制工程过控教 授 蒸发式冷凝器是一种高效节能的换热设备，是冷库制冷系统的关键设备之一，由于传热效率高，结构紧凑和安装方便等优点，目前已经在制冷系统中得到广泛的应用,其能否正常工作,直接影响冷库制冷系统的运行效率。根据调查，美国和加拿大的62个公用冷库制冷装置中，应用蒸发式冷凝器的约占 81%。上世纪 80年代起，我国的化工行业和食品冷库工程也开始采用蒸发式冷凝器代替水冷式冷凝器，二十多年来的应用实践证明它有明显的节能效果。 然而在 冷凝器水侧结垢的原因是多方面的:一些不同分散度的固体颗粒物质的粘结;多组分过饱和溶液中盐类结晶的析出;有机胶状物和矿质胶状物的沉积;某些物质的电化学腐蚀以及微生物尸体、分泌物等。这些混合沉淀形成了污垢,其中冷却水里面的溶解盐类(如重碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化物、硅酸盐等)是产生固相沉淀是结垢的主要原因,其形成固相沉淀的条件是:(1)随着温度的升高,某些盐类的溶解度下降,如Ｃａ(ＨＣＯ3)2、Ｃａ(ＯＨ)2、ＣａＣＯ3、ＣａＳＯ4、Ｃａ3(ＰＯ4)2、ＭｇＣＯ3、Ｍｇ(ＨＣＯ3)2、Ｍｇ(ＯＨ)2等;(2)随着水分的蒸发,水中溶解盐类的浓度增高,一些盐因过饱和而析出;(3)被加热的冷却水中产生化学反应,或者某些离子形成另一些难溶的盐类离子。 具备了上述条件的某些盐类,首先在冷凝器水侧的金属表面沉积出原始胚芽,然后逐渐变为颗粒,具有潜晶形或无定形结构,互相聚附,形成结晶或聚团,直至在传热表面形成水垢。这些水垢都由无机盐组成,结晶致密,比较坚硬,故又称无机垢或硬垢。它们通常牢固地附着在冷凝器的传热表面上,不易被水冲洗掉。另外,不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、腐蚀产物、杂质碎屑(颗粒细小的泥沙、尘土、铁锈、氧化皮)、油污、菌藻的尸体及黏性分泌物等组成的污垢,本身不会形成硬垢,但它们在冷却水中起到ＣａＣＯ3微结晶的晶核作用,加速了ＣａＣＯ3结出的过程。当含有这些物质的水流经冷凝器的传热表面时,容易形成污垢沉积物,特别是在流速较慢的情况下,污垢沉积物更多。这些沉积物一般体积较大,质地疏松稀软,故又称为软垢。它们是引起垢下腐蚀的主要因素。当防腐措施不当时,冷凝器的传热表面经常会有锈瘤附着。其外壳坚硬,内部疏松多孔,且分布不均。它们常与水垢、微生物黏泥等一起沉积在传热表面上。这些锈瘤状腐蚀产物形成的沉积物,除了影响传热外,更严重的是助长某些细菌的繁殖,最终导致传热表面腐蚀而穿孔泄漏。 有资料统计,冷凝器水侧表面1.5ｍｍ的水垢,会造成冷凝器温度升高约2.8℃ ,使制冷系统功耗增加9%～10%,从而增大了冷库企业的运行成本。结垢还会腐蚀设备,缩短设备使用寿命。一般壳管式冷凝器使用1～2年后,必须除垢,以保证系统正常运行时水垢厚度不超过1.5ｍｍ。如果冷凝器采用自动清洗装置提高工作效率，还大大节约了生产成本和了能量损耗。 为了使实际测试数据有比较好的代表性，选取某省化工行业中管理水平和效益都是最好的一家中型氮肥厂)共有12台大连冷冻机厂的冷凝器)采用加药处理的循环冷却水.取其两台并联的设备)一台采用自动清洗技术)一台没有采用自动清洗技术。自动清洗14天以后)作者与厂方共同进行对比测试。测试结果如下： 清洗14天后为洁净无垢.用清洗前后的传热系数就可以计算出管内水垢占总热阻的比例为47.7%，可见管内水垢的热阻成为影响运行效率的主要矛盾，若不有效地控制其形成，许多管内强化传热措施（如螺纹管）将变得意义不大。因此，冷凝器官内污垢自动清洗技术的研制对于有效提高水冷冷凝器运行效率，节水节能具有重要意义。 而且水冷壳筒式热交换器也在HVAC 的主机设备被大量应用，是冷冻机运转过程不可缺少的一项配件。由于热交换器需要藉冷水冷却气体冷媒，使气体冷媒还原成液体冷媒，以便完成冷冻循环的周期。热交换冷却过程，冷却水的冷却作用会诱导出水垢的沉淀积沉并逐渐附着于管内壁，造成热交换效率衰退，浪费能源的消耗，大量降低冷冻机的COP 值。利用ATCS 的系统装置，可以有效连续清洁热交换器的管内壁，保持热交换器的管壁污垢系数维持定值，使热交换器的管内壁干净清洁而无污垢，这个效益将可以提升5%到15%以上的能源节约效率。更时尚的说法，冷冻主机装置ACTS 于冷凝器入口端，则每1000RT 冷冻主机，每一年可以减少温室效应的CO2产量达600Tons，有很好的节能减碳效益。 除了冷凝器自动发展和利用会影响生产效率和经济效益，冷凝器与再沸器装载系统的配套系统重点之一。1股进料，1个塔顶冷凝器和1个塔底再沸器。冷凝器的温度最低而再沸器温度最高。 但是中间冷凝器是在塔顶和进料板之间，即在精馏段适当位