溴化锂吸收式制冷机换热器除垢

来源：[seo:selfurl]    发布时间 : 2018-11-29

溴化锂吸收式制冷机工作一定时间后,换热器(主要是冷凝器)表面产生的污垢会使换
热器传热管管壁热阻增加,从而导致机组的制冷效率降低。本文简要介绍了溴化锂吸收式制
冷机换热器传热表面结垢的危害和成因,并提出了常见的处理方法,供有关人员参考。
1 换热器传热表面结垢的危害性
换热器表面结垢无形中增加了管壁的厚度,由于换热器传热管壁的导热系数λ较大(λ
钢约为 50Ｗ/(ｍ?Ｋ),λ铜约为 110Ｗ/(ｍ?Ｋ)),而水垢的导热系数λ很小(λ水<1Ｗ/(ｍ?Ｋ)), 仅为前者的几百到几千分之一,这样就大大增加了换热器管壁的传热热阻,降低了换热器的传
热效率,减少了冷剂水的再生量,使机组的制冷量下降,造成能量的大量浪费,从而增大了企业
的运营成本;换热器传热管结垢后,使冷凝压力升高,冷凝温度与冷却水出口温度的差值增大;
结垢还会腐蚀设备,缩短设备的使用寿命,结垢严重时还会使冷却管堵塞,减少水流通截面积, 增大水流阻力,增加循环水泵运行费用;所以在溴化锂吸收式制冷机的使用过程中应定期进行
冷却水水质检查,并定期进行除垢处理。
2 换热器传热表面结垢的原因
溴化锂吸收式制冷机换热器表面结垢的原因是多方面的:过饱和溶液中盐类的结晶析出;
不同分散度的一些物质的固体颗粒的粘结;有机胶状物和矿质胶状物的沉积;某些物质的电化
学腐蚀以及微生物产生等。这些混合沉淀形成了污垢,其中冷却水里面的溶解盐类(如重碳酸
盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化物、硅酸盐等)产生固相沉淀是结垢的主要原因。形成固相沉淀
的条件是:
ａ)随着温度的升高,某些盐类的溶解度下降。如Ｃａ(ＨＣＯ3)2,Ｃａ(ＨＯ)2,ＣａＣＯ3, ＣａＳＯ4,Ｃａ3(ＰＯ4)2,ＭｇＣＯ3,Ｍｇ(ＨＣＯ3)2,Ｍｇ(ＨＯ)2 等。
ｂ)随着水分的蒸发,水中溶解盐类的浓度增高,一些盐因过饱和而析出。
ｃ)被加热的冷却水中发生化学反应,或者某些离子形成另一些难溶的盐类离子。
具备了上述条件的某些盐类,首先在机组换热器水侧的金属表面沉积出原始胚芽,然后逐
渐变为具有潜晶形或无定形结构的颗粒,互相聚附,形成结晶或聚团。重碳酸钙(镁)盐类的存
在是引起冷却水侧结垢的主要因素。这是因为重碳酸钙(镁)盐在加热过程中分解为碳酸钙
(镁)、二氧化碳和水,溶解度较低的碳酸钙(镁)在机组换热器水侧的金属表面沉积下来。冷却
水通过冷却塔时相当于一个曝气过程,溶解在水中的ＣＯ2 会逸出,水的ｐＨ值升高。此时,重
碳酸盐在碱性条件下会发生反应生成ＣａＣＯ3 沉淀。当水中有氯化钙时,会产生置换反应生
成ＣａＣＯ3 沉淀。如水中有适量的磷酸盐时,磷酸根将与钙离子产生磷酸钙。
上述一系列反应产生的ＣａＣＯ3,Ｃａ3(ＰＯ4)2 和ＭｇＣＯ3 均属微溶性盐,它们的溶
解度比ＣａＣｌ2 和Ｃａ(ＨＣＯ3)2 要小得多。此外,ＣａＣＯ3,Ｃａ3(ＰＯ4)2 和ＭｇＣＯ3
的溶解度是随着温度的升高而降低的,这些微溶性盐很容易达到过饱和状态而从水中结垢析
出。当水流速度比较小或传热表面比较粗糙时,这些结晶沉积物就容易沉积在传热表面上,形
成水垢。这些水垢都是由无机盐组成,结晶致密,比较坚硬,所以又称无机垢或硬垢。它们通常
牢固地附着在机组换热器的传热表面上,不易被水冲洗掉。另外,不溶性盐类的泥状物、胶状
氢氧化物、腐蚀产物、杂质碎屑(颗粒细小的泥沙、尘土、铁锈、氧化皮)、油污、菌藻的尸
体及菌藻的黏性分泌物等组成的污垢,本身不会形成硬垢,但它们在冷却水中成为ＣａＣＯ3
微结晶的晶核,加速了ＣａＣＯ3 结晶析出的过程。当含有这些物质的冷却水流经机组换热器
的传热表面时,容易形成污垢沉积物,特别是在流速较慢的情况下,污垢沉积物更多。这些沉积
物一般体积较大,质地疏松稀软,故又称为软垢。它们是引起垢下腐蚀的主要因素。当防腐措
施不当时,机组换热器的传热表面经常会有锈瘤附着,其外壳坚硬,但内部疏松多孔,而且分布
不均。它们常与水垢、微生物黏泥等一起沉积在传热管表面上。这些锈瘤状腐蚀产物形成的
沉积物,除了影响传热外,更严重的是助长某些细菌的繁殖,最终导致传热管表面腐蚀而穿孔
泄漏。
3 换热器传热管表面的除垢方法
对已经结垢生藻的溴化锂吸收式制冷机的换热器传热管,需要定期进行除垢处理,以保证
空调系统的良好运转状态。传热管的常见除垢方法通常有手工清洗、机械清洗、电子除垢和
化学清洗等 4 种方法。
3.1 手工清洗
手工清洗是指用钢丝刷在换热器的传热管内来回拉刷,同时再用略小于传热管内径的圆
棒在管内反复拉捅,边拉捅边用水枪清洗。此法简单,但劳动强度大,且不易清洗干净。
3.2 机械清洗
机械清洗是指用一种专用的螺旋刷进行清洗。将螺旋刷接在软轴的一端,软轴的另一端
接在电动机轴上,操作时把螺旋刷插入换热器的传热管内,启动电动机,使螺旋刷在传热管内
作旋转运动,并用自来水冲洗,使冲洗下来的水垢或其它沉积物随压力水(有一定压力的自来
水)冲掉。上面两种方法都属于物理清洗方法,其优点是可以省去化学清洗所需要的化学清洗
液费用,同时避免了化学清洗后清洗废液的处理和排放问题,不易引起换热器的腐蚀。缺点是
此方法需要把溴化锂吸收式制冷机的冷却水和冷水封盖打开后才能进行,清洗操作比较费工, 操作不当还容易引起换热器表面损伤。因此,在进行清洗操作时,必须注意保护好换热器管端
的胀口或焊口,以防抖动而振松。
3.3 化学清洗
化学清洗是指通过化学清洗液的作用,使换热器传热管表面的水垢和其它沉积物溶解、
脱落或剥离的一类方法。此方法的特点是清洗时间短,除垢彻底干净,是一种目前使用最为广
泛、有效的清洗方法之一。