如何判断管壳式换热器是否结垢？如何解决？

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   二、 影响结垢的关键因素

      

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3.  影响管壳式换热器结垢的因素错综复杂,主要包括:
       (1)水质条件:水中杂质种类和浓度直接决定垢层的成分和性质。一般来说,水的硬度、pH值、溶解固体等指标越高,结垢倾向越大[3]。
       (2)操作参数:换热器的操作温度、流速、压力等参数显著影响垢层的形成和生长。温度升高会加速结晶和沉淀,流速减小有利于杂质在换热面上聚集[4]。
       (3)设备材质:换热管的材质特性如表面粗糙度、润湿性等,会影响杂质在其表面的吸附和结合[5]。比如,高能表面更容易吸引杂质,促进成核和生长。
       (4)水处理措施:进入换热器的冷热流体若经过合理的预处理如软化、过滤、加药等,可有效减缓垢层的形成[6]。但处理不当也可能引入新的结垢风险。
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1. 为阐明管壳式换热器结垢的内在机制,研究人员开展了大量理论分析工作,主要集中在以下几个方面:
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       (1)热力学:根据杂质在换热面上的溶解度、过饱和度等热力学参数,判断其结晶沉淀的可能性和趋势[7]。
       (2)动力学:采用经典的成核-生长理论,描述垢层形成的动力学过程,预测垢层厚度随时间的变化规律[8]。
       (3)传递现象:考虑垢层存在条件下的传热传质过程,建立耦合了流体流动、热量传递和杂质迁移的数学模型[9],揭示局部结垢的演化行为。
       (4)表/界面:分析杂质分子与换热面之间的相互作用力如范德华力、静电力等,探讨表/界面性质对垢层形成的调控机制[10]。
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冷凝端温差=36℃-32.3℃=3.7℃；

蒸发端温差=12.1℃-9.7℃=2.4℃

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   五、 结垢的防治策略与方法

      

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7. 针对管壳式换热器结垢问题,目前采取的防治对策主要有:
       (1)优化设计:在换热器设计阶段,合理选择换热管材质和表/界面形式,避免采用高能表面;优化管束布置和管间距,减少死区和泄漏;控制设计裕度,降低垢层容限[16]。
       (2)水质处理:对冷热流体进行预处理,去除可能引起结垢的杂质。常用的方法有软化、除氧、pH调节、加药等[17]。采用物理水处理装置如电子除垢仪,也可抑制垢层的形成。
       (3)操作调控:合理设定换热器的操作参数如温度、流速等,避免进入结垢的高风险区。定期调整操作工况,扰动垢层的稳定生长。必要时提高设计裕度,增加结垢容限[18]。
       (4)清洗维护:定期对换热器进行在线或离线清洗,去除垢层恢复换热性能。化学清洗使用酸、碱、盐等清洗剂溶解垢层;物理清洗采用高压水射流、刷子、弹簧等机械力去除垢层[19]。
       (5)在线监测:布置在线检测装置,实时监控换热器结垢状况,及时发现和处理结垢故障。采用智能控制算法,根据在线数据优化操作参数,实现结垢的主动防控[20]。
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