列管式換熱器(以下簡稱換熱器)是一種熱能轉(zhuǎn)換和余熱利用的設(shè)備，在化工廠、發(fā)電廠及石化企業(yè)等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。其優(yōu)點(diǎn)是單位體積設(shè)備所提供的傳熱面積大,傳熱效果好,結(jié)構(gòu)簡單,操作彈性大,可用多種材料制造。但換熱器在使用過程中,污垢沉積物會(huì)不可避免地出現(xiàn)在傳熱表面上,產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。污垢沉積物熱阻較高,大大降低了傳熱速率，影響使用效果;同時(shí)由于結(jié)垢減小了流道面積,介質(zhì)流動(dòng)阻力增大,能耗增加，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。

一、結(jié)垢原因

因?yàn)閾Q熱器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng),由于某些鈣鹽類在溫度升高時(shí)從水中結(jié)晶析出,附著于換熱管表面,形成水垢。初期形成的水垢比較松軟,但隨著垢層的生成,傳熱條件惡化,水垢中的結(jié)晶水逐漸失去,垢層即變硬,并牢固地附著于換熱管表面上。此外,如同水垢一樣,當(dāng)換熱器的工作條件適合溶液析出晶體時(shí),換熱管表面上即可積附由物料結(jié)晶形成的垢層;當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)有機(jī)物較多、而流體的流速又較小時(shí),部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會(huì)在換熱器內(nèi)沉積,形成疏松、多孔或膠狀污垢。

對于常用的換熱器而言,根據(jù)結(jié)垢機(jī)理,可以分為以下幾類:

(1)類析晶結(jié)垢:如水冷卻系統(tǒng)中,水中過飽和的鈣鹽類由于溫度、H值等變化而從水中結(jié)晶沉積在換熱器表面,而形成了水垢。

(2)粒結(jié)垢:流體中懸浮的固體顆粒在換熱面上的積聚。

(3)化學(xué)反應(yīng)結(jié)垢:由于化學(xué)反應(yīng)而造成的固體沉積。

(4)腐蝕結(jié)垢:換熱介質(zhì)腐蝕換熱面,產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物沉積于受熱面上而形成污垢。

(5)生物結(jié)垢:對于常用的冷卻水系統(tǒng)來講,工業(yè)水中往往含有微生物及其所需的營養(yǎng),這些微生物群體繁殖,其群體及其排泄物同泥漿等在換熱表面形成生物垢。

(6)凝固結(jié)垢:在過冷的換熱面上,純液體或多組分溶液的高溶解組分凝固沉積。

二、水垢危害

1.影響設(shè)備熱交換效率。換熱器傳熱表面結(jié)垢后，換熱器高溫側(cè)的溫度不能迅速傳遞到低溫介質(zhì)中，使換熱表面金屬壁的溫度不斷升高，當(dāng)金屬壁溫達(dá)到或超過蠕變溫度時(shí)，金屬的力學(xué)性能（如韌性和塑性）明顯惡化，拉伸強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度大大降低，在高溫下容易燒損變形。在設(shè)備帶壓運(yùn)行的情況下，由于壓力強(qiáng)度急劇下降，過熱管壁會(huì)產(chǎn)生氣泡、裂紋、泄漏甚至爆炸。

2.縮短設(shè)備使用壽命。結(jié)垢和粘泥故障影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，需進(jìn)行周期性的清洗和檢修，從而大幅度增加設(shè)備的檢修和清洗費(fèi)用。這種費(fèi)用遠(yuǎn)高于系統(tǒng)正常維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。由于腐蝕的產(chǎn)生，使循環(huán)水系統(tǒng)金屬材料受到損傷，使用壽命縮短，造成管道和末端設(shè)備潰爛滲漏，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致設(shè)備提前報(bào)廢。

3.影響設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)。列管式換熱器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，蒸汽加熱后，傳熱板片很快將熱量傳遞給水。有水垢時(shí)，金屬的熱量會(huì)被水垢阻擋，這樣就很難傳遞給水，導(dǎo)致金屬溫度急劇升高，強(qiáng)度急劇下降。從而導(dǎo)致?lián)Q熱板片及密封膠墊過熱變形，乃至決裂，影響列管式換熱器安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.影響產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

污垢會(huì)使生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成質(zhì)量事故。在熱交換設(shè)備的規(guī)模之后，傳熱效率會(huì)降低，這將導(dǎo)致設(shè)備的加熱或冷卻條件惡化，這將影響生產(chǎn)過程。工藝，儀表指示失效，溫度和壓力指標(biāo)偏離工藝設(shè)計(jì)要求，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)變化，生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，最終產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量下降，缺陷率增加。在嚴(yán)重的情況下，生產(chǎn)可能會(huì)中斷，導(dǎo)致意外停機(jī)。

三、“磁翼龍”除垢應(yīng)用

江蘇某化工廠有一臺(tái)DN100列管式換熱器，兩臺(tái)循環(huán)泵,一備一用。循環(huán)冷卻水水源為雨水、反滲透處理后排放的廢水及工業(yè)廢水。由于機(jī)組常年運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備及管道內(nèi)產(chǎn)生大量水垢，需1-2個(gè)月停機(jī)酸洗，嚴(yán)重超溫威脅設(shè)備安全運(yùn)行，給安全生產(chǎn)帶來了安全隱患。  

為解決上述問題，該廠選擇使用了我司研發(fā)生產(chǎn)的CNF-100 “磁翼龍”除垢器，安裝“磁翼龍”除垢器90天后,原有的水垢逐漸松軟脫落,露出了原有的管路金屬體。經(jīng)過檢測，“磁翼龍”除垢器效果明顯，杜絕了安全隱患發(fā)生。

“磁翼龍”除垢器(專利號(hào):2015108461621、發(fā)明專利)是北京俊宇通科技有限公司會(huì)同中科院物理所共同研發(fā)的循環(huán)水物理除垢設(shè)備，本產(chǎn)品是我公司的專利技術(shù)，通過磁場與鎖相技術(shù)相結(jié)合，只需將“磁翼龍”除垢器安裝在設(shè)備入水口的管道處，便可自行對流經(jīng)的水進(jìn)行處理，不僅可以從源頭上防止設(shè)備出現(xiàn)新的水垢，也可清除現(xiàn)有設(shè)備內(nèi)壁的頑固沉積物，提高設(shè)備性能，延長使用壽命。該產(chǎn)品在不改變水質(zhì)的前提下，抑制水垢的產(chǎn)生，可幫助水系統(tǒng)設(shè)備免遭水垢的侵蝕，應(yīng)用過程中無需使用任何介質(zhì)和耗能，適用于各種材質(zhì)管道，無需后期維護(hù)，簡單快捷、安全高效，免除用戶的后顧之憂。同時(shí)提高了冷卻設(shè)備的工作效率，降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了保障。不僅有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的意義，而且具有社會(huì)意義，是構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的一種技術(shù)手段和裝備。