管壳式换热器运行一段时间后换热效果逐步下降,最常见原因就是换热表面结垢,垢层附着在换热管内壁、外壁以及管板表面,形成一层低热阻隔离层,持续削弱传热效率。垢层的导热系数远低于金属管壁,比如水垢、淤泥、生物粘泥、油垢、腐蚀产物、碳酸盐、硫酸盐等,导热能力只有钢材的几十分之一。根据传热原理,总热阻是各项热阻叠加,金属管壁本身热阻很小,垢层一旦增厚,附加热阻会快速占据主导,冷热介质之间的热量传递被阻挡,最终表现为:热侧介质出口温度偏低、冷侧升温不足,相同流量下换热负荷持续下滑。除了增加热阻,结垢还会带来次生影响。垢层粗糙,会增大介质流动阻力,管程或壳程压差上升,流量下降;如果是含颗粒介质,粗糙垢面更容易捕捉固体颗粒,加速垢层堆积,形成恶性循环。局部垢下还会形成闭塞环境,引发垢下腐蚀,造成管壁减薄、点蚀,严重时会诱发后续内漏串料。不同垢种特性不一样,硬垢(碳酸钙、硅酸盐)附着力强,很难靠水流冲刷去除;软垢、生物粘泥、油泥堆积速度更快,短期就能明显影响换热。 结垢分布也有规律:流速偏低、死角、导流区、换热管入口段最容易积垢;温度偏高区域,无机盐更容易析出结晶结垢。很多现场会误以为是设备本身故障,...
管壳式换热器运行一段时间后换热效果逐步下降,最常见原因就是换热表面结垢,垢层附着在换热管内壁、外壁以及管板表面,形成一层低热阻隔离层,持续削弱传热效率。
垢层的导热系数远低于金属管壁,比如水垢、淤泥、生物粘泥、油垢、腐蚀产物、碳酸盐、硫酸盐等,导热能力只有钢材的几十分之一。根据传热原理,总热阻是各项热阻叠加,金属管壁本身热阻很小,垢层一旦增厚,附加热阻会快速占据主导,冷热介质之间的热量传递被阻挡,最终表现为:热侧介质出口温度偏低、冷侧升温不足,相同流量下换热负荷持续下滑。
除了增加热阻,结垢还会带来次生影响。垢层粗糙,会增大介质流动阻力,管程或壳程压差上升,流量下降;如果是含颗粒介质,粗糙垢面更容易捕捉固体颗粒,加速垢层堆积,形成恶性循环。局部垢下还会形成闭塞环境,引发垢下腐蚀,造成管壁减薄、点蚀,严重时会诱发后续内漏串料。不同垢种特性不一样,硬垢(碳酸钙、硅酸盐)附着力强,很难靠水流冲刷去除;软垢、生物粘泥、油泥堆积速度更快,短期就能明显影响换热。

结垢分布也有规律:流速偏低、死角、导流区、换热管入口段最容易积垢;温度偏高区域,无机盐更容易析出结晶结垢。很多现场会误以为是设备本身故障,盲目提高介质流量或者提升加热温度,不仅收效有限,还会增大能耗、加剧冲蚀与腐蚀。
日常管控上,可通过进出口压差、温度变化趋势判断结垢程度。压差稳步上涨、换热温差持续变差,就是结垢信号。处理方式分化学清洗、高压水射流清洗;同时配套水质预处理、阻垢剂、控制合理流速,延缓结垢速率。清洗完成后,换热性能一般可以恢复至接近新机水平。


