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我們都知道換熱器長期運行會導致設備被水垢堵塞,將會使效率降低、能耗增加、壽命縮短。如果水垢不能被及時地,就會面臨設備維修、停機或者報廢更換的危險。長期以來傳統的清洗方式物理清洗(如機械方法(刮、刷)、高壓水)和化學清洗(酸洗)等。 換熱器結垢是涉及國民經濟及眾多產業急需解決的問題,也是傳熱學界未真正解決的主要問題之一。備受各國科學界和工程技術界的關注。美國和世界部分煉油廠,由于處理烴類物料而形成結垢(不包括水冷、空冷和鍋爐的結垢)所造成的經濟損失作調查,得出美國煉油廠因結垢造成的經濟損失每年總計達13億6千萬美元,全世界總計達44億美元。 據我國有關方面報道,對于換熱設備,每立方米的水垢要多消耗能源7%~9%,熱效率降低10%~20%。我國有各類工業鍋爐約42萬臺,每年因水垢浪費原煤約175萬噸。由于鍋爐水質管理不當,結垢將導致局部膨脹變形和垢下腐蝕,直接影響化工生產的。
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水垢主要有以下幾種方法 [5-6] : (1)小蘇打除水垢。用結了水垢的鋁制水壺燒水時,放1小勺小蘇打,燒沸幾分鐘,水垢即除。 (2)檸檬除水垢。把檸檬切片放入燒水壺(越薄越好,目的是讓檸檬酸盡量釋放出來)水燒開煮沸5分鐘左右,燒開后讓檸檬在水中浸泡2分鐘即可除去。 (3)醋除水垢。如燒水壺有了水垢,可將幾勺醋放入水中,燒一二個小時,水垢即除。如水垢中的主要成分是硫酸鈣,則可將純堿溶液倒在水壺里燒煮,可去垢。 (4)離子交換除水垢法。采用特定的陽離子交換樹脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來,由于鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。 (5)膜分離除水垢。納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子,從而從根本上降低水的硬度。膜分離除水垢方法的特點是,效果明顯而穩定,處理后的水適用范圍廣;但是對進水壓力有較高要求,設備投資、運行成本都較高。 (6)水垢清潔劑水垢。水垢清潔劑主要成分是羥基丙三酸,原料還環保。這種水垢清潔劑使用便捷而且效果好,有合適的劑量和比較詳盡的說明,很適合家庭用戶使用。
水垢分類 (1)按化學成分分類,可分為碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和混合水垢等。碳酸鹽水垢的主要成分是碳酸鈣和碳酸鎂;硫酸鹽水垢和硅酸鹽水垢的主要成分各為硫酸鈣及硅酸化合物;混合水垢則多為以上三種水垢的混合物。 (2)按物理性質分類,有牢固粘結在鍋筒壁及管壁上的水垢和質地疏松易于脫落的沉渣兩種。 水垢危害 (1)水垢導熱性很差,會導致受熱面傳熱情況惡化,從而浪費燃料或電力。 (2)水垢如果附著在熱力設備受熱面上時都將危及熱力設備的、經濟運行。因為水垢的導熱性很差,妨礙傳熱。使爐管從火焰側吸收的熱量不能很好地傳遞給水,爐管冷卻受到影響,這樣壁溫升高,造成爐管鼓包,引起爆管 [4] 。 (3)水垢膠結時,也常常會附著大量重金屬離子,如果該容器用于盛裝飲用水,會有重金屬離子過多溶于飲水的風險。 (4)水垢碎片進入胃中會與鹽酸反應,釋放出鈣鎂離子和二氧化碳,前者是結石形成的必要物質。后者則會使人脹氣、難受,胃潰瘍病人還可能發生胃穿孔的危險。
對新建換熱器而言,在啟動前一般都將換熱器清洗采用化學清洗,以設備在制造、加工過程中形成的高溫氧化軋皮和帶硅氧化皮,以及在存放、運輸、安裝過程中所產生的腐蝕產物、焊渣和帶入的泥沙、油脂涂層、污染物等。運行鍋爐的化學清洗,是除掉鍋爐運行過程中生成的水垢、金屬腐蝕物等沉積物,防止受熱面因腐蝕和結垢引起事故的必要措施,同時也是提高鍋爐熱效率、改善機組水汽品質的有效措施之一。鍋爐化學清洗范圍包括汽包及內部裝置、和水冷系統(水冷壁、下降管、上下聯箱及連接管)、省煤器、過熱器、減溫器等。
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