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換熱器（heat exchanger），是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，其在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用廣泛。

用大約占整個過程的1/3-1/2）。主要應(yīng)用于液體-液體之間的換熱，行業(yè)內(nèi)常稱為水水換熱，其換熱效率在5000w/m2.K。為提高管外流體給熱系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路，增加流體速度，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種，前者應(yīng)用更為廣泛.。由于中國新版GMP的推出，板式換熱將逐漸退出食品，飲料，制藥等衛(wèi)生級別高的行業(yè)。 

管殼式換熱器

管殼式(又稱列管式) 換熱器是管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成，殼體多呈圓形，內(nèi)部裝有平行管束或者螺旋管，管束兩端固定于管板上。在管殼換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱的兩種流體，一種在管內(nèi)流動，其行程稱為管程；一種在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。管子的型號不一，過程一般為直徑16mm 20mm或者25mm三個型號，管壁厚度一般為1mm，1.5mm，2mm以及2.5mm。進(jìn)口換熱器，直徑低可以到8mm，壁厚僅為0.6mm。大大提高了換熱效率，2012年來也在國內(nèi)市場逐漸推廣開來。管殼式換熱器，螺旋管束設(shè)計，可以大限度的增加湍流效果，加大換熱效率。內(nèi)部殼層和管層的不對稱設(shè)計，大可以達(dá)到4.6倍。這種不對稱設(shè)計，決定其在汽-水換熱領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。大換熱效率可以達(dá)到14000w/m2.k，大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本。同時，由于管殼式換熱器多為金屬結(jié)構(gòu)，隨著中國新版GMP的推出，不銹鋼316L為主體的換熱器，將成為飲料，食品，以及制藥行業(yè)的必選。 

雙管板換熱器 也稱P型換熱器：

該熱換器是在管殼式換熱器的兩頭各加一個管板，可以有效防止泄漏造成的污染。市場上國產(chǎn)品牌較少，價格昂貴，一般在10萬元以上，進(jìn)口可以到幾十萬，符合新版GMP規(guī)定，雖價格昂貴，但決定其市場廣闊。 

混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進(jìn)行傳熱的，這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側(cè)的污垢熱阻，只要流體間的接觸情況良好，就有較大的傳熱速率。故凡允許流體相互混合的場合，都可以采用混合式熱交換器，例如氣體的洗滌與冷卻、循環(huán)水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等。它的應(yīng)用遍及化工和冶金企業(yè)、動力工程、空氣調(diào)節(jié)工程以及其它許多生產(chǎn)部門中。按照用途的不同，可將混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型：(1)冷卻塔(或稱冷水塔)在這種設(shè)備中，用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進(jìn)行冷卻降溫之后循環(huán)使用，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。例如熱力發(fā)電廠或核電站的循環(huán)水、合成氨生產(chǎn)中的冷卻水等，經(jīng)過水冷卻塔降溫之后再循環(huán)使用，這種方法在實(shí)際工程中得到了廣泛的使用。(2)氣體洗滌塔(或稱洗滌塔)在工業(yè)上用這種設(shè)備來洗滌氣體有各種目的，例如用液體吸收氣體混合物中的某些組分，除凈氣體中的灰塵，氣體的增濕或干燥等。但其廣泛的用途是冷卻氣體，而冷卻所用的液體以水居多?？照{(diào)工程中廣泛使用的噴淋室，可以認(rèn)為是它的一種特殊形式。噴淋室不但可以像氣體洗滌塔一樣對空氣進(jìn)行冷卻，而且還可對其進(jìn)行加熱處理。但是，它也有對水質(zhì)要求高、占地面積大、水泵耗能多等缺點(diǎn)：所以，在一般建筑中，噴淋室已不常使用或僅作為加濕設(shè)備使用。但是，在以調(diào)節(jié)濕度為主要目的的紡織廠、卷煙廠等仍大量使用！(3)噴射式熱交換器在這種設(shè)備中，使壓力較高的流體由噴管噴出，形成很高的速度，低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進(jìn)行傳熱，并一同進(jìn)入擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管的出口達(dá)到同一壓力和溫度后送給用戶。(4)混合式冷凝器這種設(shè)備一般是用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝。 

蓄熱式換熱器用于進(jìn)行蓄熱式換熱的設(shè)備。內(nèi)裝固體填充物，用以貯蓄熱量。一般用耐火磚等砌成火格子（有時用金屬波形帶等）。換熱分兩個階段進(jìn)行。階段，熱氣體通過火格子，將熱量傳給火格子而貯蓄起來。第二階段，冷氣體通過火格子，接受火格子所儲蓄的熱量而被加熱。這兩個階段交替進(jìn)行。通常用兩個蓄熱器交替使用，即當(dāng)熱氣體進(jìn)入一器時，冷氣體進(jìn)入另一器。常用于冶金工業(yè)，如煉鋼平爐的蓄熱室。也用于化學(xué)工業(yè)，如煤氣爐中的空氣預(yù)熱器或燃燒室，人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。熱式換熱器一般用于對介質(zhì)混合要求比較低的場合。 

陶瓷

陶瓷換熱器是一種新型的列管式高溫?zé)崮芑厥昭b置，主要成份為碳化硅，可以廣泛用于冶金、機(jī)械、建材、化工等行業(yè)，直接回收各種工業(yè)窯爐排放的850－1400℃高溫?zé)煔庥酂?，以獲得高溫助燃空氣或熱器

研制成的這種裝置的換熱元件材料系一種新型碳化硅工程陶瓷，它具有耐高溫和抗熱沖擊的優(yōu)異性能，從 1000 ℃ 風(fēng)冷至室溫，反復(fù)50 次以上不出現(xiàn)裂紋；導(dǎo)熱系數(shù)與不銹鋼等同；在氧化性和酸性介質(zhì)中具有良好的耐蝕性。在結(jié)構(gòu)上成功地解決了熱補(bǔ)償和較好地解決了氣體密封問題。該裝置傳熱效率高，節(jié)能*，用以預(yù)熱助燃空氣或加熱某些過程的工藝氣體，可節(jié)約一次能源，燃料節(jié)約率可達(dá)30 %－55%，并可強(qiáng)化工藝過程，顯著提高生產(chǎn)能力。陶瓷換熱器的生產(chǎn)工藝與窯具的生產(chǎn)工藝基本相同，導(dǎo)熱性與抗氧化性能是材料的主要應(yīng)用性能。它的原理是把陶瓷換熱器放置在煙道出口較近，溫度較高的地方，不需要摻冷風(fēng)及高溫保護(hù)，當(dāng)窯爐溫度1250-1450℃時，煙道出口的溫度應(yīng)是1000-1300℃，陶瓷換熱器回收余熱可達(dá)到450-750℃，將回收到的的熱空氣送進(jìn)窯爐與燃?xì)庑纬苫旌蠚膺M(jìn)行燃燒，這樣直接降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。陶瓷換熱器在金屬換熱器的使用局限下得到了很好的發(fā)展，因?yàn)樗^好地解決了耐腐蝕，耐高溫等課題。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：導(dǎo)熱性能好，高溫強(qiáng)度高，抗氧化、抗熱震性能好。壽命長，維修量小，性能可靠穩(wěn)定，操作簡便。 

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，中國對某些種類的換熱器已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計或選型時應(yīng)滿足以下基本要求：（1） 合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；（2） 結(jié)構(gòu)安全可靠；（3） 便于制造、安裝、操作和維修；（4） 經(jīng)濟(jì)上合理。浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮動，殼體和管束對膨脹是自由的，故當(dāng)兩張介質(zhì)的溫差較大時，管束和殼體之間不產(chǎn)生溫差應(yīng)力。浮頭端設(shè)計成可拆結(jié)構(gòu)，使管束能容易的插入或抽出殼體。（也可設(shè)計成不可拆的）。這樣為檢修、清洗提供了方便。但該換熱器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且浮動端小蓋在操作時無法知道泄露情況。因此在安裝時要特別注意其密封。浮頭換熱器的浮頭部分結(jié)構(gòu)，按不同的要求可設(shè)計成各種形式，除必須考慮管束能在設(shè)備內(nèi)自由移動外，還必須考慮到浮頭部分的檢修、安裝和清洗的方便。在設(shè)計時必須考慮浮頭管板的外徑Do。該外徑應(yīng)小于殼體內(nèi)徑Di，一般推薦浮頭管板與殼體內(nèi)壁的間隙b1=3~5mm。這樣，當(dāng)浮頭出的鉤圈拆除后，即可將管束從殼體內(nèi)抽出。以便于進(jìn)行檢修、清洗。浮頭蓋在管束裝入后才能進(jìn)行裝配，所以在設(shè)計中應(yīng)考慮保證浮頭蓋在裝配時的必要空間。鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要作用。隨著幞頭式換熱器的設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展，以及長期以來使用經(jīng)驗(yàn)的積累，鉤圈的結(jié)構(gòu)形式也得到了不段的改進(jìn)和完善。鉤圈一般都為對開式結(jié)構(gòu)，要求密封可靠，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、便于制造和拆裝方便。浮頭式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性，在長期使用過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。盡管受到不斷涌現(xiàn)的新型換熱器的挑戰(zhàn)，但反過來也不斷促進(jìn)了自身的發(fā)展。故迄今為止在各種換熱器中仍占主導(dǎo)地位

（1）管束可以抽出，以方便清洗管、殼程；

（2）介質(zhì)間溫差不受限制；

（3）可在高溫、高壓下工作，一般溫度小于等于450度，壓力小于等于6.4兆帕；

（4）可用于結(jié)垢比較嚴(yán)重的場合；

（5）

選取換熱設(shè)備的制造材料及牌號，進(jìn)行材料的化學(xué)成分檢驗(yàn)，機(jī)械性能合格后，對鋼板進(jìn)行矯形，方法包括手工矯形，機(jī)械矯形及火焰矯形。備料--劃線--切割--邊緣加工（探傷）--成型--組對--焊接--焊接質(zhì)量檢驗(yàn)--組裝焊接--壓力試驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)化工設(shè)備不僅在制造之前對原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，而且在制造過程中要隨時進(jìn)行檢查

1、保持管網(wǎng)的清潔。無論是在工作前還是工作完成后，都必須對管網(wǎng)進(jìn)行清潔處理，這樣做的目的是為了避免發(fā)生換熱器堵塞的現(xiàn)象。還要注意及時對除污器以及過濾器的清洗，讓整個工作順利完成。2、嚴(yán)格把關(guān)軟化水。對于水質(zhì)把關(guān)是相當(dāng)重要的，在進(jìn)行對軟化水水質(zhì)處理的前提下，首先要認(rèn)真檢查系統(tǒng)中的水和軟化罐水質(zhì)問題，確定合格后方可進(jìn)行注入處理。3、新系統(tǒng)檢驗(yàn)。對于一些新系統(tǒng)來說，不能馬上與換熱器進(jìn)行交替使用，首先需把新的系統(tǒng)在的時間段運(yùn)行，讓它有了一個運(yùn)行模式后，此時方可以把換熱器并入系統(tǒng)中使用，這樣做的目的*是為了避免管網(wǎng)中的雜質(zhì)破壞換熱器設(shè)備

換熱器在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常用作把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。換熱器既可是一種單元設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的換熱器。換熱器是化工生產(chǎn)中重要的單元設(shè)備，根據(jù)統(tǒng)計，熱交換器的噸位約占整個工藝設(shè)備的20%有的甚至高達(dá)30%，其重要性可想而知。 [

管殼式換熱器是一個量大而品種繁多的產(chǎn)品，迫切需要新的耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度材料。我國在發(fā)展不銹鋼銅合金復(fù)合材料、鋁鎂合金及碳化硅等非金屬材料等方面都有不同程度的進(jìn)展，其中尤以鈦材發(fā)展較快。鈦對海水、氯堿、醋酸等有較好的抗腐蝕能力，如再強(qiáng)化傳熱，效果將更好，一些制造單位已較好的掌握了鈦材的加工制造技術(shù)。對材料的噴涂，我國已從國外引進(jìn)生產(chǎn)線。鋁鎂合金具有較高的抗腐蝕性和導(dǎo)熱性，價格比鈦材便宜，應(yīng)予注意。國內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進(jìn)換熱器性能，提高傳熱效率，減少傳熱面積降低壓降，提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績。換熱器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企業(yè)成本降低，效益提高。 

渦流熱膜換熱器采用渦流熱膜傳熱技術(shù)，通過改變流體運(yùn)動狀態(tài)來增加傳熱效果，當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過渦流管表面時，強(qiáng)力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。可達(dá)10000W/m2℃。據(jù)【換熱設(shè)備推廣中心】介紹這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對流換熱系數(shù)降低。渦流熱膜換熱器的大特點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)性和安全性統(tǒng)一。由于考慮了換熱管之間，換熱管和殼體之間流動關(guān)系，不再使用折流板強(qiáng)行阻擋的方式逼出湍流，而是靠換熱管之間自然誘導(dǎo)形成交替漩渦流，并在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應(yīng)有的顫動力度。換熱管的剛性和柔性配置良好，不會彼此碰撞，既克服了浮動盤管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問題，又避免了普通管殼式換熱器易結(jié)垢的問題。 

1.高效節(jié)能，該換熱器傳熱系數(shù)為6000-8000W/m2.0

2.全不銹鋼制作，使用壽命長，可達(dá)20年以上。

3.改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻。

4.換熱速度快，耐高溫（400℃），耐高壓（2.5Mpa）。

5.結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節(jié)約土建投資。

6.設(shè)計靈活，規(guī)格齊全，實(shí)用針對性強(qiáng)，節(jié)約資金。

7.應(yīng)用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換。

8.維護(hù)費(fèi)用低，易操作，清垢周期長，清洗方便。

9.采用納米熱膜技術(shù)，顯著增大傳熱系數(shù)。

10.應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫(yī)藥、能源電子、機(jī)械輕工等領(lǐng)域。

俄羅斯提出了一種*方法，即氣動噴涂法，來提高翅片化表面的性能。其實(shí)質(zhì)是采用高速的冷的或稍微加溫的含微粒的流體給翅片表面噴鍍粉末粒子。用該方法不僅可噴涂金屬還能噴涂合金和陶瓷(金屬陶瓷混合物)，從而得到各種不同性能的表面。通常在實(shí)踐中翅片底面的接觸阻力是限制管子加裝翅片的因素之一。為了評估翅片管換熱器元件進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)是采用在翅片表面噴涂ac－鋁，并添加了24a白色電爐氧化鋁。將試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)加以整理，便可評估翅片底面的接觸阻力。將研究的翅片的效率與計算數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出的結(jié)論是：氣動噴涂翅片的底面的接觸阻力對效率無實(shí)質(zhì)性影響。為了證實(shí)這一點(diǎn)，又對基部(管子)與表面(翅片)的過渡區(qū)進(jìn)行了金相結(jié)構(gòu)分析。對過渡區(qū)試片的分析表明，連接邊界的整個長度上無不嚴(yán)密性的微裂紋。所以，氣動噴涂法促進(jìn)表面與基本相互作用的分支邊界的形成，能促進(jìn)粉末粒子向基體的滲透，這就說明了附著強(qiáng)度高，有物理接觸和金屬鏈形成。因而氣動噴涂法不但可用于成型，還可用來將按普通方法制造的翅片固定在換熱器管子的表面上，也可用來對普通翅片的底面進(jìn)行補(bǔ)充加固?？梢灶A(yù)計，氣動噴涂法在緊湊高效換熱器的生產(chǎn)中，將會得到廣泛應(yīng)用。 

在管殼式換熱器中，殼程通常是一個薄弱環(huán)節(jié)。通常普通的弓形折流板能造成曲折的流道系統(tǒng)(z字形流道)，這樣會導(dǎo)致較大的死角和相對高的返混。而這些死角又能造成殼程結(jié)垢加劇，對傳熱效率不利。返混也能使平均溫差失真和縮小。其后果是，與活塞流相比，弓形折流板會降低凈傳熱。*弓形折流板管殼式換熱器很難滿足高熱效率的要求，故常為其他型式的換熱器所取代(如緊湊型板式換熱器)。對普通折流板幾何形狀的改進(jìn)，是發(fā)展殼程的步。雖然引進(jìn)了密封條和附加諸如偏轉(zhuǎn)折流板及采取其他措施來改進(jìn)換熱器的性能，但普通折流板設(shè)計的主要缺點(diǎn)依然存在。為此，美國提出了一種新方案，即建議采用螺旋狀折流板。這種設(shè)計的*性已為流體動力學(xué)研究和傳熱試驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)，此設(shè)計已獲得

權(quán)。此種結(jié)構(gòu)克服了普通折流板的主要缺點(diǎn)。螺旋折流板的設(shè)計原理很簡單：將圓截面的特制板安裝在“擬螺旋折流系統(tǒng)”中，每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的四分之一，其傾角朝向換熱器的軸線，即與換熱器軸線保持一傾斜度。相鄰折流板的周邊相接，與外圓處成連續(xù)螺旋狀。折流板的軸向重疊，如欲縮小支持管子的跨度，也可得到雙螺旋設(shè)計。螺旋折流板結(jié)構(gòu)可滿足相對寬的工藝條件。此種設(shè)計具有很大的靈活性，可針對不同操作條件，選取的螺旋角；可分別情況選用重疊折流板或是雙螺旋折流板結(jié)構(gòu)。 

一種扁管換熱器，通常稱為麻花管換熱器。螺旋扁管的制造過程包括了“壓扁”與“熱扭”兩個工序。改進(jìn)后的麻花管換熱器同傳統(tǒng)的管殼式換熱器一樣簡單，但有許多激動人心的進(jìn)步，它獲得了如下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益：改進(jìn)了傳熱，減少了結(jié)垢，真正的逆流，降低了成本，無振動，節(jié)省了空間，無折流元件。由于管子結(jié)構(gòu)*使管程與殼程同時處于螺旋運(yùn)動，促進(jìn)了湍流程度。該換熱器總傳熱系數(shù)較常規(guī)換熱器高40%，而壓力降幾乎相等。組裝換熱器時也可采用螺旋扁管與光管混合方式。該換熱器嚴(yán)格按照asme標(biāo)準(zhǔn)制造。凡是用管殼式換熱器和傳統(tǒng)裝置之處均可用此種換熱器取代。它能獲得普通管殼式換熱器和板框式傳熱設(shè)備所獲得的值。估計在化工、石油化工行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。 

在管子上纏繞金屬絲作為筋條(翅片)的螺旋管式換熱器(ta)，一般都是采用焊接方法將金屬絲固定在管子上。但這種方法對整個設(shè)備的質(zhì)量有一系列的影響，因?yàn)殁F焊法必將從換熱中“扣除”很大一部分管子和金屬絲的表面。更重要的是，由于焊料迅速老化和破碎會造成機(jī)器和設(shè)備堵塞，隨之提前報損。 

變聲速增壓熱交換器即兩相流噴射式熱交換器，廣泛適用于汽—水換熱的各個領(lǐng)域。它以蒸汽為動力，通過汽水壓縮混合，使水溫瞬時升高，利用壓力激波技術(shù)達(dá)到無外力增壓的效果，顯著的節(jié)能和增壓特點(diǎn)大大降低了用戶使用成本，可取代傳統(tǒng)的熱交換器。變聲速增壓熱交換器是一種混合型汽—水換熱設(shè)備，蒸汽經(jīng)過絕熱膨脹技術(shù)處理以射流態(tài)引入混合腔與經(jīng)過膜化處理的被加熱水在蒸汽沖擊力作用下均勻混合，形成具有一定計算容積比的汽水壓縮混合物，當(dāng)其瞬間壓縮密度達(dá)到一定值時便形成了兩相流體場現(xiàn)象。在場態(tài)的激化下，該混合物的聲速值出現(xiàn)突破聲障臨界的過渡性轉(zhuǎn)變，同時爆發(fā)大量壓力激波，壓力激波單向傳導(dǎo)特性使瞬間達(dá)到設(shè)計溫度的熱水在不變截面管道中出現(xiàn)壓力升高卻不回流現(xiàn)象。變聲速增壓熱交換技術(shù)是以兩相流體場的有序激化強(qiáng)制完成“瞬時換熱+無外力增壓”雙效應(yīng)。

換熱器在煉油工業(yè)中的應(yīng)用是十分廣泛的,其重要性也是顯而宜見的,換熱設(shè)備利用率的高低直接影響到煉油工藝的效率以及成本的費(fèi)用問題。據(jù)統(tǒng)計換熱器在化工建設(shè)中約占投資的1/5,因此,換熱器的利用率及壽命是值得研究的重要問題。由換熱器的損壞原因來看,腐蝕是一個十分重要的原因,而且換熱器的腐蝕是大量的普遍存在的,能夠解決好腐蝕問題,就等于解決了換熱器損壞的根本。要想防止換熱器的腐蝕,就得弄清楚腐蝕的根源,現(xiàn)就換熱器的腐蝕的原因從以下幾方面進(jìn)行討

1·換熱器的用材的選擇 使用何種材料的決定因素是其經(jīng)濟(jì)性,管子材料有不銹鋼,銅鎳合金,鎳基合金,鈦和鋯等,除了工業(yè)上不能使用焊接管的情況以外都使用了焊接管,耐蝕材料僅用于管程,殼程材料是碳鋼。 2·換熱器的金屬腐蝕2.1 金屬腐蝕的原理 金屬腐蝕是指在周圍介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)的作用下,并且經(jīng)常是在和物理、機(jī)械或生物學(xué)因素的共同作用下金屬產(chǎn)生的破壞,也即金屬在它所處環(huán)境的作用下所產(chǎn)生破壞。2.2 換熱器幾種常見的腐蝕破壞類型2.2.1 均勻腐蝕 在整個暴露于介質(zhì)的表面上,或者在較大的面積上產(chǎn)生的,宏觀上均勻的腐蝕破壞叫均勻腐蝕。 2.2.2 接觸腐蝕 兩種電位不同的金屬或合金互相接觸,并浸于電解質(zhì)溶解質(zhì)溶液中,它們之間就有電流通過,電位正的金屬腐蝕速度降低,電位負(fù)的金屬腐蝕速度增加。2.2.3 選擇性腐蝕 合金中某一元素由于腐蝕,優(yōu)*入介質(zhì)的現(xiàn)象稱為選擇性腐蝕。2.2.4 孔蝕 集中在金屬表面?zhèn)€別小點(diǎn)上深度較大的腐蝕稱為孔蝕,或稱小孔腐蝕、點(diǎn)蝕。2.2.5 縫隙腐蝕 在金屬表面的縫隙和被覆蓋的部位會產(chǎn)生劇烈的縫隙腐蝕。2.2.6 沖刷腐蝕 沖刷腐蝕是由于介質(zhì)和金屬表面之間的相對運(yùn)動而使腐蝕過程加速的一種腐蝕。2.2.7 晶間腐蝕 晶間腐蝕是優(yōu)先腐蝕金屬或合金的晶界和晶界附近區(qū)域,而晶粒本身腐蝕比較小的一種腐蝕。 2.2.8 應(yīng)力腐蝕破裂(SCC)和腐蝕疲勞SCC是在一定的金屬一介質(zhì)體系內(nèi),由于腐蝕和拉應(yīng)力的共同作用造成的材料斷裂。2.2.9 氫破壞 金屬在電解質(zhì)溶液中,由于腐蝕、酸洗、陰極保護(hù)或電鍍,可以產(chǎn)生因滲氫而引起的破壞。3·冷卻介質(zhì)對金屬腐蝕的影響 工業(yè)上使用多的冷卻介質(zhì)是各種天然水。影響金屬腐蝕的因素很多,主要的幾個因素及其對幾種常用金屬的影響:3.1 溶解氧 水中的溶解氧是參加陰極過程的氧化劑,因此它一般促進(jìn)腐蝕。當(dāng)水中氧的濃度不均勻時,將形成氧的濃差電池,造成局部腐蝕。對碳鋼、低合金鋼、銅合金和某些牌號的不銹鋼而言,熔解氧是影響它們在水中腐蝕行為的重要因素。3.2 其他溶解氣體 在水中無氧時CO2將導(dǎo)致銅和鋼的腐蝕,但不促進(jìn)鋁的腐蝕。微量的氨腐蝕銅合金,但對鋁和鋼沒有影響。H2S促進(jìn)銅和鋼的腐蝕,但對鋁無影響。SO2降低了水的pH值,增加了水對金屬的腐蝕性。3.3 硬度 一般說來,淡水的硬度增高對銅、鋅、鉛和鋼等金屬的腐蝕減小。非常軟的水腐蝕性很強(qiáng),在這種水中,不宜用銅、鉛、鋅。相反,鉛在軟水中耐蝕,在硬度高的水中產(chǎn)生孔蝕。3.4 pH值 鋼在pH>11的水中腐蝕較小,pH<7時腐蝕增大。3.5 離子的影響 氯離子可以破壞不銹鋼等鈍化金屬的表面,誘發(fā)孔蝕或SCC。3.6 垢的影響 淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢層對傳熱不利,但是有利于防止腐蝕。4·傳熱過程對腐蝕的影響 金屬在有傳熱和沒有傳熱的條件下,腐蝕行為是不相同的。一般說來,傳熱使金屬的腐蝕加劇,特別是在有沸騰、汽化或過熱的條件下更明顯。在不同介質(zhì)中,或?qū)Σ煌慕饘?傳熱的影響也不相同。5·防腐方法 知道了換熱器各種腐蝕的原因,合理的選擇防腐措施,才能達(dá)到高效利用設(shè)備的目的。 

針對以上討論的有關(guān)腐蝕情況,提出以下防腐方法:這里主要介紹緩蝕劑,電化學(xué)保護(hù)。①緩蝕劑 以鉻酸鹽為主要成分的緩蝕劑是冷卻水系統(tǒng)常用的,鉻酸根離子是一種陽極(過程)抑制劑,當(dāng)它與合適的陰極抑制劑組合時,能得到令人滿意而又經(jīng)濟(jì)的防腐蝕效果。 鉻酸鹽-鋅--聚磷酸鹽:聚磷酸鹽的使用是由于它是具有清潔金屬表面的作用,有緩蝕能力,聚磷酸鹽可以部分轉(zhuǎn)成正磷酸鹽,它們也可以同鈣生成大的膠體陽離子,抑制陰極過程。 鉻酸鹽-鋅--膦酸鹽:這種方法用膦酸鈉代替聚磷酸鹽外與上一種方法相似,氨基甲叉磷酸鹽也可以用于比為聚磷酸鹽所規(guī)定的pH值要高的場合。氨基甲叉膦酸鹽可以防止水垢,即使pH值為9也能控制鈣鹽的沉淀。 鉻酸鹽-鋅--水解的聚丙烯酰胺:由于陽離子型共聚物水解的聚丙烯酰胺的分散作用,能夠防止或抑制水垢成污垢的產(chǎn)生。 ②電化學(xué)保護(hù) 采用陰極保護(hù)和陽極保護(hù)。陰極保護(hù)是利用外加直流電源,使金屬表面變?yōu)殛帢O而達(dá)到保護(hù),此法耗電量大,費(fèi)用高。陽極保護(hù)是把保護(hù)的換熱器接以外加電源的陽極,使金屬表面生成鈍化膜,從而得到保護(hù)。

長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機(jī)械方法（刮、刷）、高壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對換熱器清洗時出現(xiàn)很多問題：不能*清除水垢等沉積物，酸液對設(shè)備造成腐蝕形成漏洞，殘留的酸對材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，終導(dǎo)致更換設(shè)備，此外，清洗廢液有毒，需要大量資金進(jìn)行廢水處理。新研發(fā)出的對設(shè)備無腐蝕清洗劑，其中應(yīng)有技術(shù)較好的有福世泰克清洗劑，其高效、環(huán)保、安全、無腐蝕，不但清洗效果良好而且對設(shè)備沒有腐蝕，能夠保證換熱器的長期使用。清洗劑（*的添加濕潤劑和穿透劑，可以有效清除用水設(shè)備中所產(chǎn)生的頑固的水垢（碳酸鈣）、銹垢、油垢、粘泥等沉淀物，同時不會對人體造成傷害，不會對鋼鐵、紫銅、鎳、鈦、橡膠、塑料、纖維、玻璃、陶瓷等材質(zhì)產(chǎn)生侵蝕、點(diǎn)蝕、氧化等其他有害的反應(yīng)，可大大延長設(shè)備的使用壽命。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，有的時候會因?yàn)椴僮鞑划?dāng)引起的突發(fā)情況造成個別設(shè)備或者局部管道線路結(jié)垢、堵塞，影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行。對于這時的情況，主要是快速的清除污垢，保證生產(chǎn)裝置可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，恢復(fù)正常生產(chǎn)狀態(tài)?；謴?fù)裝置生產(chǎn)效率。比如化工設(shè)備結(jié)垢造成換熱器等設(shè)備傳遞熱量熱系數(shù)減少，管道流通面積的減少或者流通阻力增大，使能、物等消耗增加，生產(chǎn)效率明顯下降。這時通過清洗除垢來恢復(fù)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率。由于很多方面的原因，換熱器設(shè)備等和管道線路線中都會產(chǎn)生很多如結(jié)焦、油污垢、水垢、沉積物、腐蝕產(chǎn)物、聚合物、菌類、藻類、粘泥等污垢。然而工作時產(chǎn)生的這些污垢會使設(shè)備和管道線路失效，裝置系統(tǒng)會發(fā)生生產(chǎn)下降，能耗、物耗增加等不良情況，污垢腐蝕性特別嚴(yán)重時還會使流程中斷，裝置系統(tǒng)被迫停產(chǎn)，直接造成各種經(jīng)濟(jì)損失，甚至還有可能發(fā)生惡性生產(chǎn)事故。在科學(xué)發(fā)展的今天要想*的避免污垢的產(chǎn)生是幾乎不可能的，所以，換熱器等設(shè)備的清洗便成為工業(yè)(如:石油、化工、電力、冶金各行業(yè))生產(chǎn)中所*的一個重要環(huán)節(jié)。高壓水射流清洗換熱器屬于物理清洗方法，與傳統(tǒng)的人工、機(jī)械清洗及化學(xué)清洗相比，有諸多優(yōu)點(diǎn)：清洗成本低、清洗質(zhì)量好、清洗速度快，而且不產(chǎn)生環(huán)境污染，對設(shè)備沒有腐蝕。我國高壓水射流清洗技術(shù)發(fā)展比較迅速，水射流工業(yè)清洗的比重在大中型城市及企業(yè)已接近20%，并且以每年10%左右的速度增長，可謂方興未艾。預(yù)計6—7年時間，在中國工業(yè)清洗行業(yè)中，高壓水射流清洗技術(shù)將要占優(yōu)勢，是我國工業(yè)清洗的必由之路。