Теплообменник Загрязнение и накипь являются распространенными проблемами, которые могут существенно повлиять на их производительность и эффективность. Вот обзор этих проблем:

Загрязнение
Загрязнением называется накопление нежелательных материалов на поверхностях теплопередачи, что может препятствовать теплопередаче и увеличивать сопротивление потоку жидкости. К различным типам загрязнения относятся:

Загрязнение частицами:

Вызывается отложением взвешенных твердых частиц или твердых частиц из потоков жидкости. Обычно встречается в системах охлаждающей воды и грязных технологических потоках.
Биологическое загрязнение:

Рост микроорганизмов, водорослей или биопленок на поверхностях теплообменника. Это особенно проблематично в системах охлаждающей воды и морской среде.
Химическое загрязнение:

Результат химических реакций, образующих отложения на поверхностях теплопередачи, таких как полимеризация или разложение технологических жидкостей.
Коррозионное загрязнение:

Образование продуктов коррозии вследствие химических реакций между материалом теплообменника и жидкостью. Обычно встречается в кислых или агрессивных средах.
Загрязнение осадками:

Возникает, когда растворенные соли или минералы выпадают в осадок из жидкости и откладываются на поверхности. Это часто происходит при нагревании жидкости и уменьшении ее растворимости.
Масштабирование
Накипь — это особый тип загрязнения, при котором минеральные отложения, такие как карбонат кальция или кремнезем, образуют твердые слои на поверхностях теплопередачи. Обычно это происходит в системах, использующих жесткую воду. К распространенным типам масштабирования относятся:

Отложения карбоната кальция:

Образуется при нагревании воды, содержащей бикарбонат кальция, что приводит к осаждению карбоната кальция. Распространен в системах котлов и охлаждающей воды.
Кремнеземное масштабирование:

Результат осаждения кремнезема из высокотемпературных геотермальных вод или других промышленных процессов.
Отложения сульфата кальция:

Образуется, когда ионы кальция и сульфата выпадают в осадок из раствора, часто в высокотемпературных системах.
Магниево-силикатный накипь:

Возникает при совместном осаждении магния и кремнезема, что часто встречается в градирнях и некоторых промышленных процессах.
Воздействие загрязнения и накипи
Сниженная эффективность теплопередачи:

Отложения действуют как теплоизоляторы, снижая скорость теплопередачи между жидкостями.
Повышенное падение давления:

Скопления ограничивают поток жидкости, что приводит к более высоким перепадам давления и увеличению затрат на перекачку.
Более высокое энергопотребление:

Снижение эффективности требует большего количества энергии для достижения того же эффекта нагрева или охлаждения.
Потенциал коррозии:

Некоторые отложения могут способствовать локальной коррозии, повреждая материалы теплообменника.
Техническое обслуживание и время простоя:

Для удаления отложений необходимы регулярная чистка и техническое обслуживание, что приводит к простоям и затратам в работе.
Стратегии смягчения последствий
Фильтрация и предварительная обработка:

Удаление частиц и растворенных веществ из жидкостей перед их попаданием в теплообменник.
Химическая обработка:

Использование химикатов против обрастания и накипи для предотвращения отложений.
Периодическая очистка:

Плановая очистка механическими методами (например, щеткой, скребком) или химической очисткой для удаления отложений.
Выбор материала:

Выбор материалов, менее склонных к загрязнению и накипи, например, определенных сплавов или покрытий.
Оптимизация условий эксплуатации:

Контроль температуры и скорости потока для минимизации условий, способствующих загрязнению и образованию накипи.
Рекомендации по проектированию:

Разработка теплообменников с легким доступом для очистки и обслуживания, а также использование конфигураций, минимизирующих мертвые зоны и способствующих турбулентности.
Понимая и решая проблемы загрязнения и накипи, можно значительно улучшить производительность и долговечность теплообменников.