第一，結垢使設備熱交換效率大幅下降, 能源消耗大幅增加, 生產(chǎn)成本上升。
熱交換設備中結生的污垢, 隨著化學成分的不同, 其導熱系數(shù)也有較大的差異。污垢的導熱系數(shù)一般在為0.4 ~ 0.6kca l/ ( m h ! ) 之間[ 1] 即0.464~ 0.696W / ( m K ), 僅為鋼鐵導熱系數(shù)的1 /40~ 1 /80。是銅導熱系數(shù)的1 /300。也就是說, 1mm厚水垢的傳熱能力和40 ~ 80mm厚鋼板、300mm 厚銅板差不多。
由于污垢的導熱系數(shù)極小, 結垢會嚴重影響熱交換設備的傳熱性能, 使生產(chǎn)能源消耗量大幅度上升。國內外大量熱工試驗結果表明, 設備傳熱表面積結1mm 厚水垢, 熱交換設備就會多消耗8% ~10%的能源。也就是說, 1mm厚的水垢, 可以使燃煤鍋爐多燒10% 的煤炭, 從而導致工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)成本費用大幅度上升。
第二，結垢使換熱設備熱傳導工況惡化, 傳熱面超溫過熱, 引發(fā)鼓皰、裂紋、爆管等安全事故。
由于污垢的傳熱能力級差, 設備傳熱面結垢后,高溫側的溫度不能被快速傳導到低溫介質中, 使傳熱面金屬壁溫持續(xù)上升并達到蠕變溫度。當金屬壁溫達到或超過蠕變溫度后, 金屬的機械性能(如韌性、塑性)明顯惡化, 抗拉強度、抗壓強度大幅度下降, 很容易被高溫燒損變形。在設備帶壓運行的狀態(tài)下, 過熱管壁因耐壓強度大幅下降而出現(xiàn)鼓皰、裂紋、泄漏甚至爆管的運行安全事故。根據(jù)國內部分省市技術監(jiān)督部門的統(tǒng)計, 鍋爐事故中因結垢和水
質引起的事故占到了60%以上。
第三，結垢會引發(fā)垢下腐蝕損傷, 造成設備穿孔泄漏, 縮短設備使用壽命。
熱交換設備傳熱面結生的水垢, 其密度、厚度和化學組成通常呈不均勻狀態(tài), 這種不均勻的污垢覆蓋, 造成了金屬表面電化學不均勻性, 很容易引發(fā)電化學腐蝕反應。結垢還會使水中的某些腐蝕成分如H+ 、OH- 、C l- 、Mg2+ 、S2- 等在垢下金屬面富集并產(chǎn)生化學腐蝕反應。腐蝕的結果是局部金屬被損傷減薄, 腐蝕可以達到穿透設備鋼板, 使設備泄漏、破損甚至達到失效的程度, 從而使設備維修費用增加。腐蝕嚴重時, 會使設備提前報廢。
第四，結垢會使生產(chǎn)工藝不穩(wěn), 影響產(chǎn)品品質, 引發(fā)質量事故。
熱交換設備結垢后, 由于傳熱效率下降, 會導致設備的加熱或冷卻工況惡化, 進而影響到生產(chǎn)工藝過程, 儀表指示失靈, 溫度壓力指標偏離工藝設計要求, 設備運行參數(shù)發(fā)生改變, 生產(chǎn)工藝不穩(wěn), 最終使產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量下降, 次品率增加。嚴重時還可能中斷生產(chǎn), 造成計劃外停產(chǎn)。 |
