冷卻水污垢及其對冷卻器換熱的影響

1、冷卻水污垢及其對冷卻器換熱的影響冷卻水污垢及其對冷卻器換熱的影響1污垢的形成污垢的形成在一套空分裝置中，需配置多種氣體冷卻器，以滿足和實(shí)現(xiàn)空分裝置的工藝要求。冷卻器中冷卻水質(zhì)的變化，將對冷卻器的運(yùn)行產(chǎn)生影響。在換熱過程中，冷卻水的水質(zhì)和冷卻器的工作條件不斷變化，換熱表面上污垢的形成過程也很復(fù)雜，形成的污垢種類也不相同。水垢的形成，一般被認(rèn)為是溶解在冷卻水中的固體，由于溫度升高及溶解度的變化及其某些化學(xué)變化，逐漸在換熱表面析出并緊附其上，

2、最終形成水垢。結(jié)晶過程形成的鹽垢是污垢的主要種類之一。當(dāng)冷卻水中形成鹽類離子的含量超過了飽和溶解度時(shí)，該種鹽類就會(huì)結(jié)晶沉淀析出。而離子的飽和溶解度是隨溫度的升高而降低的。在換熱過程中，隨著冷卻水溫度的升高及離子飽和度的降低，鹽類物質(zhì)就會(huì)在換熱金屬表面析出，形成水垢。這也就是在冷卻器中，溫度較高的冷卻水出口端的水垢層往往比其他部位厚的原因。水垢還有其他多種形式，如藻類、菌類、泥類等。冷卻水結(jié)垢的主要成分是CaCO3，同時(shí)也含有CaSO

3、4、Ca3（PO4）2和MgSiO3等成分。由這些鹽垢構(gòu)成的污垢層，其導(dǎo)熱系數(shù)較小、熱阻較大，對換熱器的換熱影響較大，因此在冷卻器的設(shè)計(jì)中應(yīng)予以充分重視。2冷卻器污垢層及其熱阻冷卻器污垢層及其熱阻在冷卻器中，換熱表面上的結(jié)垢層是不均勻的，并隨著運(yùn)行時(shí)間的變化而變化。污垢層的熱阻主要與垢層厚度以及垢層成分有關(guān)，其關(guān)系可表示為：r=δλ（1）式中r—污垢層熱阻m2.h.℃J；δ—污垢層厚度，m；λ—污垢層的導(dǎo)熱系數(shù)，Jm.h.

4、℃。3污垢熱阻對換熱系數(shù)和面積的影響污垢熱阻對換熱系數(shù)和面積的影響冷卻器結(jié)垢過程十分復(fù)雜，但在冷卻器換熱設(shè)計(jì)中，主要是考慮污垢熱阻對其的影響。空分裝置中，主要使用管殼式冷卻器，其中又以疊片（或翅片）式和光管式冷卻器最為常見。低壓空氣冷卻器采用疊片式或翅片式，管程為水，殼程為空氣；中壓氧氣、氮?dú)饫鋮s器采用光管式，管程為氣，殼程為水。對于疊片式、翅片式冷卻器的換熱系數(shù)K值，常常是通過試驗(yàn)來確定。此時(shí)，K值是某一個(gè)水質(zhì)條件的K0值，

5、也就是對應(yīng)某一個(gè)污垢熱阻r0的K0值，對于不同污垢熱阻r時(shí)的K值，可用式（6）進(jìn)行計(jì)算：K=1[K0B(rr0)](6)式中的系數(shù)B在此理解為污垢熱阻放大系數(shù)，它是與換熱單元結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，在換熱單元結(jié)構(gòu)確定后，B值也就確定了。其次，系數(shù)B的含義為熱冷兩側(cè)表面的面積之比?？梢?，冷卻器的換熱效率越高，B值越大，則對污垢熱阻越敏感。這也就是進(jìn)口設(shè)備的冷卻器對水的污垢熱阻很敏感的原因。因此，污垢熱阻值雖小，但對換熱系數(shù)的影響卻很大。污