张少峰换热设备防垢技术1.pptx

蒸发设备防垢及多相流防垢技术在蒸发中的应用;一、污垢的影响;清洁条件下管壁温度的变化 ;据美、英、新西兰的调查，污垢给工业发达国家所造成的损失平均占国民生产总值的0.3%； 1985年美国在污垢方面蒙受的经济损失每年达80~100亿美元；;在运行效率方面，原机械部兰州石油机械研究所换热器研究室发表的专题调研报告《我国换热器研究及其工业化进程》指出，污垢使我国换热器的运行效率平均下降50%，这美国Exxon公司的测算结果（由于传热面上的污垢须使传热面积增加一倍以上）大体一致。 ;析晶污垢：指在流动条件下呈过饱和的流动溶液中的溶解无机盐淀析在换热面上的结晶体，例如，过饱和溶液中溶解的无机盐（如CaCO3、CaSO4、Ca(PO4)、CaSiO3、NaCl等）在换热面上结晶、附着而形成的污垢，就称为析晶污垢。 化学反应污垢：液体中各组分之间发生化学反应而形成的沉积在换热面上的物质。 微粒型污垢：悬浮在流体中的固体微粒在换热壁面上积聚形成的污垢。 腐蚀型污垢：具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热表面材料腐蚀产生的腐蚀物积聚所形成的污垢。 生物型污垢：由微生物体和宏观有机物体附着于换热面上而形成的污垢。（污泥、温度） 凝固型污垢：指清洁液体或多组分溶液的高溶解度组分在过冷换热面上凝固而形成的污垢。;1、流体性质 流体性质对污垢的影响，实际上包括流体本身的性质和不溶于流体或被流体夹带的各种物质的特性对污垢的影响。例如流体中含有盐或其他物质，可能会因温度或浓度的变化而结晶。（无机物颗粒、微生物和养分含量、固体物质的浓度和粒径等） 2、流体流速 流体的流速可通过对传热传质的影响和机械作用力使结垢受到影响，该影响过程非常复杂。一般情况下，流速大可阻碍固体颗粒在壁面的沉积，并使晶粒不易附着，从而可减轻结垢；但是，如果壁面上已经结了垢，则流速的增大会促进传质，因此在扩散决定的结晶过程时，则有利于垢的增长。; 流速对不同类型结垢产生的影响是不同的，对不同类型换热设备结垢的影响程度也不相同。对于扩散机理控制的结垢过程，增大流速可减??结垢速率；在以结晶类型为主导的结垢过程中，流速的影响相对较小；在微生物结垢类型中，流体流速有正、反两方面作用，一是加大了剪切力，二是增加了养分和氧的供给。;5、其他影响因素： 流体中溶解物质的浓度： 对于结晶过程，浓度差（过饱和）是关键的，因为随浓度差的增大，物质传递和污垢生成的速率也提高。 饱和浓度随温度变化的关系： 直接影响操作条件的选择和结垢的形成。可能出现各种情况，例如饱和浓度随温度而上升、下降或保持不变。 垢层的厚度和剪切强度： 随着垢层厚度的增加使流道截面减小，流速增加，因而相应地提高了剪切力，这样有助于使垢层脱落，倘若垢层的剪切强度不太大，则两者处于平衡状态。 界面应力和产生晶核的接触角： 随着界面应力的减小，晶核生成的可能性就增大。由于界面上存在的杂质组分也可使界面应力降低，从而有利于结垢过程。 ;四、结垢机理及形成过程;污垢的沉积与剥落 ;五、蒸发设备防除垢;2、常见防垢蒸发设备的结构及特点 ;（2）强制循环蒸发器;（3）反循环蒸发器;（5）L型蒸发器：;3、汽液固三相循环流化床蒸发防垢技术 ;（2）加热管内汽液固三相流的流动结构和相关机理;加入的固体颗粒对强化流动沸腾传热具有如下效应： 泡核沸腾传热的强化 由于固体颗粒的加入，增加了汽化核心并使汽泡的跃离频率增大，强化了泡核沸腾传热； 对流传热的强化 固体颗粒的运动破坏了流动和传热边界层，增强了流体湍动程度，从而强化对流传热。 汽液固三相循环流化床蒸发器中汽液固三相和壁面之间的传热由固体颗粒与壁面间的对流传热、汽液两相流和壁面间的对流传热以及有固体颗粒作用的流动泡核沸腾传热三部分组成。 ; 三相流化床中,液相为连续相，固相和汽相为分散相。汽泡的形成是非常复杂的现象，受许多因素的影响，如液体粘度、颗粒的直径、颗粒的体积分率、热流密度等。在汽－液－固三相流动中，由于固体颗粒对加热壁面的频繁撞击增加了活化点，产生了更多的汽化核心，而且在受热的液体绕过固体颗粒流动时，在某些材质的颗粒表面也会产生汽泡。在体积分率相同时，固体颗粒的直径增大，其数量会减少，汽泡的核心数目也会减少。当汽泡的形成功一定时，热流密度增大汽泡的形成加快，也就是说汽泡的形成频率增大。;汽泡的跃离 当壁面上的汽泡长大到一定尺寸时，将跃离壁面而上升到沸腾液体中，汽泡跃离壁面时的直径称为跃离直径。 ;在防垢方面，汽液固三相流剪应力对延长污垢的诱导期起主要作用；同时固体颗粒碰撞边界层将导致壁面附近溶液的过饱和度减小。加入固体颗粒后，颗粒增加流体的湍动程度，汽液固三相流剪切应力对污垢的影响和壁面附近溶液过饱和度的变化； 在除垢方面，汽液固三相