壳管式换热器管内污垢生长及旋转换向反冲洗除污方法

论文简介：

污垢普遍存在于自然界、日常生活和各种工业生产过程中，特别是换热设备的传热过程中，因污垢而带来的经济损失竟高达一个国家国民生产总值的0.28%~0.35%。在暖通空调水系统中，普遍存在水质严重污染、管壁腐蚀、泥浆沉积、微生物繁殖及析晶结垢等问题，极大地降低了换热设备的传热效率。在众多形式的换热设备中，壳管式换热器因其生产成本低、选材范围广、工作可靠且能适应高温高压的环境，因而在许多工业部门大量使用。因此，对于壳管式换热器中管内污垢生长特性和除污方法的研究，显得尤为重要。
首先，本文全面系统地总结了壳管式换热器常见污垢类型、成因及危害；介绍了污垢形成过程及影响因素；并在分析污垢热阻预测模型的基础上建立了污垢压降预测模型。
其次，本文分别建立了稳定、可靠的壳管式换热器管内污垢生长及反冲洗除污特性热阻法和压降法监测试验台，并以换热器中常见的污泥类颗粒污垢为研究对象，一方面通过热阻试验监测此类污垢在换热管内的生长情况，并建立它在管内积聚时的热阻预测模型，以热阻预测模型为基础建立其压降预测模型并用压降监测试验加以验证；另一方面，分别从热阻和压降的角度进行了反冲洗除污和弹簧插入物反冲洗除污特性试验研究，试验结果表明，反冲洗方法对壳管式换热器管内污泥类颗粒污垢具有较好的去除效果，相对于未内置弹簧反冲洗，弹簧插入物反冲洗具有更深层次的除污效果，能够去除一些质地较为坚硬的污垢或污垢中的稳定层，具有强化除污作用。反冲洗时水流流速、水质等因素对除污效果有着重要的影响。
最后，对于目前大多数情况下进行反冲洗时需另设反冲洗泵从而增加设备初投资问题，本文设计了一种新型的水流换向装置—旋转四通换向阀，利用该阀可以方便、快捷地实现反冲洗，达到除污防垢的目的。另外，本文还简单探讨了反冲洗和换向阀在实际冷却水系统中的应用。



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