換熱設(shè)備“失流”后果剖析
當(dāng)換熱設(shè)備內(nèi)的蒸汽壓力與疏水裝置后的背壓之間缺少正壓差而引起設(shè)備內(nèi)部積水，這種現(xiàn)象稱作失流，也叫滯流。失流往往發(fā)生于蒸汽入口處裝有自動(dòng)溫控閥的換熱設(shè)備上。
失流問(wèn)題對(duì)換熱設(shè)備危害的嚴(yán)重性，并未引起蒸汽用戶的足夠重視。那么失流的后果到底有多嚴(yán)重？現(xiàn)孚雷德?lián)褚信e如下：
換熱設(shè)備腐蝕加劇 不當(dāng)?shù)乃幚頃?huì)使鍋爐產(chǎn)生蒸汽時(shí)伴隨著二氧化碳的產(chǎn)生，此外，如果鍋爐補(bǔ)水不能完全除氧，鍋爐輸出的蒸汽中也會(huì)含有氧氣，這兩種氣體隨著蒸汽進(jìn)入換熱設(shè)備。當(dāng)換熱設(shè)備因失流而內(nèi)部積水時(shí),積聚的冷凝水溫度比蒸汽溫度低，氧氣和二氧化碳更容易溶解其中。二氧化碳溶解在水中形成碳酸，造成腐蝕；氧氣溶解于冷凝水中危害更大，易引起換熱設(shè)備金屬表面坑蝕，而且氧氣的溶解量隨冷凝水溫度降低而增大，因此積水過(guò)多時(shí)氧腐蝕就更嚴(yán)重。
換熱設(shè)備內(nèi)發(fā)生水擊 在換熱設(shè)備內(nèi)部，當(dāng)蒸汽接觸到積聚的冷凝水時(shí)，會(huì)有汽泡產(chǎn)生，尤其當(dāng)冷凝水溫度比蒸汽溫度低20℃-30℃時(shí)汽泡數(shù)量會(huì)更大。在蒸汽達(dá)到冷凝點(diǎn)時(shí)，這些汽泡破滅，其體積瞬時(shí)縮小幾百到上千倍，瞬間形成真空區(qū)，冷凝水會(huì)被高速吸到這個(gè)真空的空間，這樣就發(fā)生了水擊。
空氣加熱器凍裂 對(duì)于空氣加熱器，失流會(huì)引起加熱盤管下半部分內(nèi)部積水。在冬天，通過(guò)盤管的冷空氣溫度降為0℃甚至更低時(shí)，盤管內(nèi)的積水就會(huì)結(jié)冰，容易造成加熱盤管的破裂，這種現(xiàn)象在我國(guó)的北方地區(qū)較為常見。
調(diào)節(jié)閥磨損加劇 發(fā)生失流時(shí)，換熱設(shè)備因內(nèi)部積水而有效換熱面積減小，換熱量減少，被加熱物料出口溫度降低，驅(qū)使自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)閥開度增加。這時(shí)，更多的蒸汽進(jìn)入換熱設(shè)備使其內(nèi)部蒸汽壓力升高，疏水閥前后足夠大的壓差推動(dòng)冷凝水排出后換熱器有效換熱面積增大，當(dāng)物料出口溫度過(guò)高時(shí)自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)閥就會(huì)過(guò)度關(guān)小。接著，換熱設(shè)備因內(nèi)部蒸汽壓力過(guò)低又發(fā)生失流，自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)閥再次增大開度。調(diào)節(jié)閥如此循環(huán)往復(fù)的振蕩會(huì)加劇其磨損程度。
安全隱患增加 如上所述，換熱設(shè)備失流時(shí)腐蝕加劇，還有水錘發(fā)生，容易造成設(shè)備破裂而引發(fā)安全事故，尤其那些運(yùn)行多年的設(shè)備安全隱患更大。而調(diào)節(jié)閥的過(guò)度磨損會(huì)造成閥門內(nèi)漏，過(guò)量的蒸汽會(huì)使被加熱物料溫度過(guò)高而引發(fā)安全事故。2016年山東齊魯制藥蒸餾罐爆炸和2017年安徽銅陵恒興化工溶劑罐爆炸都是蒸汽閥門內(nèi)漏導(dǎo)致罐內(nèi)溫度過(guò)高引發(fā)的重大安全事故。
產(chǎn)品質(zhì)量降低 換熱設(shè)備失流會(huì)引起自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)閥發(fā)生振蕩和控制溫度的大幅波動(dòng)，而工藝溫度的不穩(wěn)定會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量或工藝效果。此外，換熱設(shè)備內(nèi)部積水必將使得換熱面上下部分產(chǎn)生較大溫度差，導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)上下兩部分被加熱物料也出現(xiàn)較大溫度差，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于空氣加熱器，加熱盤管因失流問(wèn)題積水時(shí)，其出口空氣出現(xiàn)上下溫度分層現(xiàn)象，影響物料烘干效果。
蒸汽耗量增加 換熱設(shè)備失流時(shí)控制溫度波動(dòng)大，為滿足工藝溫度要求，實(shí)際生產(chǎn)中控制溫度往往在高位波動(dòng)。比如，空氣溫度130℃即可滿足工藝要求，由于調(diào)節(jié)閥振蕩和溫度波動(dòng)較大，加熱器出口空氣實(shí)際溫度卻在130℃~150℃范圍波動(dòng)，這樣就造成近20%的蒸汽浪費(fèi)。另外，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)失流問(wèn)題影響生產(chǎn)時(shí)，操作人員習(xí)慣于選擇設(shè)備出口長(zhǎng)期直排的方式應(yīng)對(duì)，這樣會(huì)造成更大的蒸汽浪費(fèi)。