壳管式冷凝器水垢的清除方法及节能清除水垢

1、壳管式冷凝器水垢的清除方法及节能沧州市制冷学会：强福悦制冷系统中的冷凝器，使用过程中冷却水含有的各种矿物质会使其管壁形成坚硬的水垢，由于水垢的导热系数较小（一般在1.5-2kcal/m.hC）,致使传热热阻增加，单位面积热负荷 qf减少，冷凝器的传热效率降低，从而造成冷凝压力 PL升高， 耗电增加，制冷系数减少等一系列不良后果。为了使制冷系统在正常的工况下安全经济地运行，使冷凝器 具备和保持良好的传热能力，就必须防止其结垢和清除水垢，根 据笔者的调查和实践，预防和清除水垢的方法大致有以下三种。1、电子磁水器除垢防垢法电子磁水器的工作原理是将流经冷凝器的冷却水中的钙、镁 和其它盐类在常温下以正负

2、离子状态溶解于水中，当冷却水以一 定的的速度流经磁水器的横向磁场时，溶解的钙、镁等离子获得 感应电能，使其电荷状态发生变化，离子间的静电引力受到干扰 和破坏，这样就改变了其结晶条件，使晶体的结构疏松，抗拉、 抗压能力降低，不能形成粘结力强的坚硬水垢，成为松散的泥渣 随冷却水的流动而排出。这种除垢方法既能有效地防止新水垢的 产生，而且还能清除原有的水垢，因为使用电子磁水器后，离子 失去了结垢能力，这就对原有水垢失去了保护作用。另外经过磁 化了的冷却水具有了一定的感应电能，同时由于冷凝器中的钢管 与水垢的膨胀系数不同，使原有水垢逐渐发生龟裂，磁化水又不 间断地侵入其裂缝中，破坏了原有水垢的粘着力，

3、使之逐渐疏松 而自行脱落并不断地被循环冷却水带走。电子磁水器的除垢方法简便易行、劳动强度低、安全、可靠、 无毒，又不易损伤冷凝器中的管壁，工艺流程和设备简单，便于 安装、操作和管理。这种除垢方法适用于各种冷凝器，而且在不 影响制冷系统正常运转的情况下进行除垢和预防结垢。2、化学酸洗除垢法用配制好的弱酸性除垢剂对冷凝器进行清洗，使水垢脱落， 提高冷凝器的传热效率。操作方法是1）利用制冷机的反向操作阀，将冷凝器中的制冷剂全部抽 出，存入高压贮液桶和暂不使用的低压系统中。2）关闭冷凝器上的进气阀、出液阀、平衡管阀、混合气体 阀、放油阀等阀门。3）停止冷凝器冷却水泵的工作4）在酸洗槽内配制好除垢溶液，

4、开动酸洗泵，使除垢剂溶 液在冷凝器的冷凝管中循环流动24小时后，检查水垢脱落情况再 确定是否继续清洗，一般情况下 24小时后水垢基本清除干净。5）停止酸洗泵工作后，用圆形钢刷在冷凝管器的管壁内来 回拉刷，并用清水将垢、锈冲洗干净。6）再用清水反复清洗残留在管内的除垢剂溶液， 直至彻底干 净。7）对冷凝器进行气密性试验（气压 1.8Mpa），以检查冷凝 器管在除垢过程中是否有损伤管壁而造成的渗漏。8）待检查完毕确定冷凝器正常后，即可抽出冷凝器中的空气 （抽真空），使其投入正常运行。化学酸洗除垢方法适用于立式和卧式壳管式冷凝器（钢管） 除垢过程中必须停止冷凝器的正常运行，以确保安全。3、机械除垢法

5、机械除垢是用软轴洗管器对钢制冷却管的冷凝器进行除垢的 方法，特别适用立式壳管式冷凝器。操作方法是：1）将冷凝器中的制冷剂抽出。2）关闭冷凝器与制冷系统连接的所有阀门。3）冷凝器的冷却水正常供给。4）用软轴洗管器联接的伞型齿轮状刮刀在冷凝器的立管内由上而下地进行旋转滚刮除垢，并借助循环冷却水来冷却刮刀与管壁磨擦产生的热量，同时将清除下来的水垢、铁锈等污物冲洗 入水池。一般立式壳管式冷凝器的管径为 D38X 3mm或D51 x 3mm, 可选用3032mm和4245mm的伞型齿轮状滚刀。在除 垢过程中根据冷凝器的结垢厚度和管壁的锈蚀程度及已使用的年 限长短来确定所选用适当直径的滚刀，但在第一遍除垢

6、所选用的 滚刀直径比冷却管内径要适当小一些，以防损伤管壁，尔后再选 用与冷却管内径接近的滚刀进行第二遍除垢，这两遍除垢就能清 除冷凝器95%以上的水垢和污锈。这种机械除垢的方法是利用伞 型齿轮状滚刀在冷却管内旋转进刀过程中的滚刀转动和震动，将 冷凝器冷却管中的水垢和污锈等清除掉，待除垢结束后将冷凝水 池中的水全部抽掉，从池底把清除下来的垢、锈等污物清理干净， 并重新向池内注水。5）对冷凝器进行气密性试验（气压 1.8Mpa）6）确认冷凝器气密性能良好抽真空后，使制冷系统投入正 常运行。这种机械除垢方法一般对冷凝器没有损伤，而且除垢也比较 干净彻底，但费时间，劳动强度大。以上三种除垢方法都有效可

7、行，但要做到因地和因所选用的冷凝 器型号而宜。电子磁水器除垢可随时进行，酸洗除垢和机械除垢 时需停止制冷系统正常运行，应安排在生产淡季进行。另外，为了防止冷凝器结垢，可根据当地的水质情况每月或每季更换一次循环冷却水，以保证水质稳定和新鲜，减少水中杂质污物的含量，使冷凝器的结垢降到最低限度。4、除垢与节能冷凝器一旦结了水垢，则导热热阻 Wk增大，于是热阻 W1增加，传热系数K值就要减少，因为冷凝温度tL=tw+(云C +Q1R)Q式中的 的与传热系数成反比，所以造成冷凝器温度 tL 升高，冷凝压力PL也相应增高，并且冷凝器结垢越严重tL和PL 就越显著地增高，这样就使制冷机耗电增加，并造成制冷系

8、统各 运转设备的耗电相应的增加，造成电能浪费。举例说明：有一台立式壳管式冷凝器F= 100m2,冷却管的外Fw表面各与内表面积之比为 百=1.12,制冷剂侧的放热系数aw=1800kcal/m2 hC，冷却水侧放热系数 an二3000kcal/m2 h. C，冷却 管为钢管，壁厚3= 0.003m，导热系数入=40kcal/m2 hC，冷 却管内结垢厚度为3 s = 0.5mm= 0.0005m,导热系数入s= 1.5kcal/m2 hC，管外壁内侧形成的油膜厚度为Sy=0.05mm=0.00005m,导热系数入 y=0.12kcal/m2 h C，传热温差 t= 3C。根据公式计算冷凝器的传

9、热系数 K值和传热量。1)冷凝器结有水垢和油膜时的传热系数Kn值:13 s 3 3 入 Fw 1 Fw + + + + Kn = aw 入 s 入 入 y Fn an Fn110.0050.0030.00005 .1+X1.12 +X1.12=18001.5400.1230001.5400.12X 1. 122）冷凝器无水垢和油膜时的传热系数 K n值:1=1005 X10-3=995kcal/m2 - h -C11丄匚s入丄i_FW+ + K n= aw 入 入y an Fn1 丄 0.003 丄 1冷凝器传热量的计算: 有水垢和油膜时的传热量:Q1= F - Kn t = 100X 555.24X 3= 166572kcal/h 无水垢和油膜时的传热量：Q1= F - K nt=100X995X3 = 298500kcal/h 冷凝器的传热量的比较： Q1 = QT Q1 = 298500- 166572= 131928kcal/h 增加电能消耗为131928- 860= 153.4kw.h从以上计算中得出这台F= 100m2的立式壳管式冷凝器有水垢和油膜时传热量减少44%，增加能量消耗153.4kw - h,另外在 实验中