循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的污垢形成原因和分類

1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的污垢形成原因和分類在T業(yè)生嚴(yán)過程中常常需要將T藝物庾進(jìn)存冷卻而用以帯走丁業(yè)牛產(chǎn)過程中不盅要的熱&的冷卻用水稱A冷卻水.丁業(yè)冷卻水系統(tǒng)卩】在運(yùn)行過弄屮常常會(huì)遇到些問題.例如*結(jié)垢、腐燭、微住物尊"艮屮冷卻水系統(tǒng)中的結(jié)垢問題主嬰是水中的確酸試鈣血廳中受熱戒晦氣后轉(zhuǎn)變成碳峨鈣（為伯）沉淀血引起的*碳鋼在冷卻慮中的厲諛則建冷卻水中的辭解氧與礦鋼上的鐵原f之何的電化學(xué)相互作用血引起的：冷卻水中的鍛生物則主盟是冷刼水中的條件特別訶利于藻類、其闔和細(xì)菌生長驚殖的結(jié)結(jié)孤腐諛和徽生物生長會(huì)造成冷卻水系統(tǒng)中金屬設(shè)備的施壞，冷卻效率的降低.水質(zhì)的初染等相吳問遇£所謂污垢是

2、播在與ift體相接融的圃體表面上逐漸積聚而成的鄴圧周態(tài)或軟泥狀物脈.通常泉以混合糊的狀態(tài)存在的.同休喪面從潔浄狀態(tài)到披河垢覆佐的id：程.即汚垢的積聚過程，人們常常稱Z為結(jié)垢或污染.結(jié)垢是一種極其普遍的規(guī)氨、它存在門然界、口常生活和齊種T農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程【町特別是各種傳熱過程中.換熱設(shè)備的污垢辭I收牛產(chǎn)適成的損上要在換熱效率嚴(yán)亜卜碎運(yùn)疔戲川I=丄心U;汕1；17粗I：國1.1所小帕卜;Thxkwy等的研究佔(zhàn)計(jì).由換熱器汚壞啲弓起的緇濟(jì)捌.1984年衛(wèi)國毎打達(dá)80-100億姜元占其GNP<D28%0.35%：英IN毎年達(dá)35億英鎊占其GNP的OJO%0,33%；發(fā)誡中國家技術(shù)水平較低污垢問題自

3、然更加嚴(yán)靈一些。閣1不同耳度水塩痕般能說的汀仆亀Fig.l1Thspelmenicfexeigywastefbrdiflsrenttldcknwsofscale1590年.Somerscales1*換熱設(shè)備汚垢柞了個(gè)較嚴(yán)格的定義：換熱向上阻礙傳熱和増加流體流過換熱而時(shí)的阻力的沉積物。這定義說明了換熱iftivj染的兩個(gè)皋本屬件：對(duì)傳熱的阻礙以及增加流體流動(dòng)的阻力。一曰.換熱面I：出現(xiàn)汚垢，流體與換熱面之間的傳熱熱陽就增加為其中R,為汚垢形成后的附加熱阻，稱Z為河垢熱陽，/和匕分別為潔凈和結(jié)垢狀態(tài)卜的總傳熱系數(shù)W畑皿根據(jù)沽巾和結(jié)垢狀態(tài)卜的傳熱方程，紂到因考慮污垢對(duì)傳熱性能影響而增大的面積,人們稱

4、之為冗余面積,%,一=1+少/(12)由此可見,冗余而積不僅隨污垢熱阻的増大而堀大，而且清潔換熱器的總傳熱系數(shù)/越大，污垢的莎響就會(huì)顯紂更加重要.為了能對(duì)污垢對(duì)傳熱影響仃一個(gè)定雖的認(rèn)識(shí)，參考-個(gè)具體實(shí)例加以說明，仃-臺(tái)換熱器，清潔狀態(tài)卜的總傳熱系數(shù)/収為3790/(加其不記污垢形響的換熱面積乙=100八若設(shè)計(jì)時(shí)占電采用未處理的河水作為冷卻介質(zhì).其汚垢系敵斤/取為0.00053/2A7«z則按照I:式得到傳熱Iftl枳=300.8亦:若采用經(jīng)過化學(xué)處理過的水作為冷卻介質(zhì).心可取為0.00009亦/,則傳熱血積4=1333/。由此可見,污垢熱阻對(duì)換熱器設(shè)計(jì)的影響是非常大的此外.污垢給冷卻

5、水系統(tǒng)帶來的危害還表現(xiàn)在: 能雖能耗的增加： 汚垢在管道內(nèi)的沉枳降低了水流的截浙枳，増大了水流的阻力： 污垢的積聚導(dǎo)致局部腐蝕.其至?xí)阍O(shè)備在短期內(nèi)穿孔而破壞: 增加了停車清洗的時(shí)間.降低了運(yùn)轉(zhuǎn)周期,影響生產(chǎn)過程: 増加了維護(hù)清洗費(fèi)用,包括清洗的藥劑、材料和設(shè)備等成本費(fèi)用。r-w污垢的形成過程是質(zhì)雖傳遞、熱雖傳遞和動(dòng)雖傳遞相互禍合的物理化學(xué)過程.甚至是多種I分復(fù)雜過程的相互作用研究發(fā)現(xiàn).在污垢的形成過程中,-方而污垢會(huì)沉枳在換熱而上，從而增加污垢熱阻，然ifij另一方ilii河垢會(huì)被流體沖洗ifu丿悅離.使汚垢熱阻減小，而實(shí)際觀測到的汚垢熱阻隨時(shí)間的變化則是這兩個(gè)現(xiàn)象相互疊加而成糾，其曲線如圖

6、1.2所示.丨1詢，對(duì)汚垢的分類方法很多，但I(xiàn)N內(nèi)外艸遍認(rèn)可的則Epstein教授在第八屆國際傳熱大會(huì)上提出的分類方式卩】,即按污垢形成的主要物理/化學(xué)過程分類由于這種按河垢形成的風(fēng)上要過程的機(jī)制分類的方法更助于對(duì)河垢持性的研究和認(rèn)識(shí)，因而很快被國際科技工程界所接受.根據(jù)該分類方法.污垢可以分為如卜七類： 化學(xué)反應(yīng)污垢：這是在換熱而上由于化學(xué)反應(yīng)形成的沉積物,但換熱而材料本身參與反應(yīng)的除外。碳包化介物的聚合和裂化就是這種化學(xué)反應(yīng)的典空例子。 顆粒污垢：這是指懸浮在流體中的固體顆粒枳聚在換熱而上。這種污垢包括校大固態(tài)粒子在水平熱面上的重力沉淀，即所謂沉淀污垢和以其他機(jī)制而形成的膠體狀粒子沉積物.

7、絡(luò)折時(shí)間講導(dǎo)期圖1.2污垢熱阻隨時(shí)間變化的曲線圖 析晶污垢:這是指在流動(dòng)條件F呈過飽和的流動(dòng)溶液中,在換熱而上溶解無機(jī)鹽淀析的結(jié)晶體.乂稱作結(jié)晶河垢.當(dāng)流體是冷卻水或是英發(fā)設(shè)備中的液體時(shí)，這種污垢乂稱作水垢或銹垢.-股正常溶解度的鹽類是析出在冷卻浙上，而具仃反常溶解度的難洛或微洛鹽類則析出在換熱血上。 腐蝕污垢:這是換熱面材料本身參與化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕物的積聚。這種污垢不僅本身污染了換熱ifii，而“還可能促使其他潛在的污垢組分附著F換熱面而形成垢層。 凝固污垢：這是由純凈液體或多組分溶液的髙溶解組分住過冷的換熱聞上的凝固(相變)而成的. 生物污垢:這是由細(xì)菌、藻類等微生物及其排泄物沉積于固體表面并生長、緊殖而形成的生物黏膜(biofilm)或仃機(jī)物膜(organicfilm),這種生物黏膜既為貽貝、茗荷介、水規(guī)蟲等高等宏觀生物和微塵、砂礫、人工碎片等無機(jī)物的附看和生長提供了條件.也為宏觀生物體的生長提供了必耍的營養(yǎng)，形成對(duì)傳熱和流動(dòng)帯來附加阻力的膜狀軟泥沉枳層，稱之為生物汚垢，也稱為仃機(jī)汚垢。 混合污垢：在上述六類污垢中，同一類污垢的形成機(jī)制是基本相同的。如果