一、 在線全自動除垢蒸發(fā)器的效益
蒸發(fā)器主要應(yīng)用于制糖、制鹽、燒堿、制藥、海水淡化、食品、化工等多個重要的行業(yè)領(lǐng)域。
蒸發(fā)設(shè)備是高能效設(shè)備之一，在制鹽總成本中能源費要占其60%，其他行業(yè)成本中能源費要占其35%。
嚴重影響蒸發(fā)器效率，引起能耗高的兩個因素：
1、為減少結(jié)垢和提高效率，現(xiàn)有的蒸發(fā)工藝采用強制循環(huán)泵、化學清洗、電磁處理、超聲波處理、水處理藥劑等技術(shù)方法已達到防垢的目的，但防止污垢仍是熱學和節(jié)能領(lǐng)域中未得到根本解決的全球性的問題。
例如，江西瑪?shù)戮毣瘜W工業(yè)有限公司的硫酸銨連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶器，其蒸發(fā)量：20t/h，采用2臺強制循環(huán)泵FJX450、FJX500型，總功率120Kw，每年耗電費為90多萬元。
例如，核總公司711礦電化廠年產(chǎn)2萬噸的燒堿蒸發(fā)器，采用的強制型循環(huán)泵80Kw，仍然3小時小洗，7小時大洗。因此，焦點之一是周期性停車清洗和強制循環(huán)泵高耗能對生產(chǎn)效益的嚴重影響。
2、加熱管內(nèi)殘留的污垢使傳熱系數(shù)下降30%(甚至所有的加熱管被全部堵死)，這就需要頻繁的周期性停車清洗，從而生產(chǎn)能力至少降低了近一半，且增大了蒸汽消耗和清洗成本。因此，第二個焦點就是重點研發(fā)流體傳熱面的在線全自動清洗除垢保潔技術(shù)?！ ?br />
2004年12月底國家發(fā)改委發(fā)布的我國第一個《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》，計劃中指出，每百萬美元的國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗，比世界平均水平高2.4倍，比美國、歐盟、日本、印度分別高2.5、4.9、8.7、0.43倍，提出的十大保障措施之六是“加快節(jié)能技術(shù)開發(fā)、示范、推廣”?！?strong>在線全自動清洗除垢保潔的先進技術(shù)》，不僅自動清洗傳熱面除垢防垢、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)電、節(jié)蒸汽效果顯著，而且結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，可持續(xù)運行等?！ ?br />
針對快速長垢的冷卻器、結(jié)晶器、濃縮蒸發(fā)器、結(jié)晶蒸發(fā)器、蒸餾塔（精餾塔）塔底再沸器、冷凝器等等流體傳熱設(shè)備。我公司科研團隊經(jīng)過多年研究、開發(fā)，終于研制成功，向國內(nèi)外公開的《流體傳熱面自動除垢清洗技術(shù)》(簡稱為：在線全自動除垢蒸發(fā)器，專利號：201120150134.3, 流體傳熱面自動除垢裝置，專利號：201120165562.3)，該高新技術(shù)在線全自動除垢過程中不需要增加任何驅(qū)動動力及運行費用，為國內(nèi)外首創(chuàng)。這項尖端科研成果的重大突破，將為我國施行的《節(jié)約能源法》作出卓越的貢獻?！ ?br />
◆在線全自動除垢蒸發(fā)器技術(shù)已經(jīng)進行了多次原理試驗，獲得了很好的效果，同時已經(jīng)在蒸發(fā)工藝得到廣泛應(yīng)用。
◆在自然循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱面在一小時后鹽垢厚度達到5.2mm；
◆同樣蒸發(fā)工藝條件下，這種高新技術(shù)的傳熱系數(shù)能夠長時間穩(wěn)定，比強制循環(huán)作業(yè)下的清潔無垢時傳熱面還高15%，運行兩小時后傳熱面提高6倍之多?！ ?br />
◆該高新技術(shù)與美國公司相比（1995年11月在我國中鋁公司的傳熱系數(shù)曲線數(shù)據(jù)），我公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的《流體傳熱面自動除垢清洗技術(shù)》比美國效率高出3.5倍！是德國TAPROGGEL REINIGUN公司發(fā)明的膠球在線清洗技術(shù)效率的4.2倍。
二、 在線除垢原理介紹
1. 攪混傳遞強化過程機理
液態(tài)化球粒在螺旋流離心力場下富集到傳熱面上，形成了滾動、滑移的貼面運動的基本力學模型?；瑒忧蛄Ｅc壁面之間的收斂間隙在貼壁滾動球粒表面與液體之間的粘性摩擦力帶動下，又形成的動壓液膜，進而形成了封閉的攪混渦流，且進一步誘發(fā)出兩攪混渦流之間的二次渦流?！ ?br />
攪混渦流擾動管內(nèi)壁介質(zhì)，減薄邊界層，既可達到傳熱強化的效果，又可實現(xiàn)自動在線清洗。流體自動清洗動力元件的使用，使管內(nèi)流體相對于傳熱面的運動速度變大，雷諾數(shù)相應(yīng)變大，湍流邊劇烈，從而使管內(nèi)壁對流體傳熱熱阻R1減少，且其在線除垢作用使管內(nèi)壁污垢熱阻R2幾乎為零。據(jù)此，傳熱過程的總熱阻R顯著減少，傳熱系數(shù)K值極大，即提高170%，蒸汽耗量明顯降低15%，耗電量降低90%，設(shè)備投資成本總降低8～15%?！ ∵@些渦流在傳熱面法向的分速度穿越邊界層，對傳熱面的質(zhì)量傳遞率的貢獻，遠大于無球粒滾動攪混時的上升流和下掃流。加上球粒滑動對傳熱面的邊界層連續(xù)擾動，明顯地優(yōu)于傳統(tǒng)流態(tài)化的粒子對傳熱面的隨機碰撞強化。
2. 自動防垢過程機理
由于高效的球粒貼面運動攪混傳遞強化，一方面減小了過飽和溶液中懸浮微晶沉積到傳熱面成為晶核的幾率，另一方面使得傳熱面滯流層的溫度梯度明顯下降，過飽和度顯著下降，加上球粒的連續(xù)滑移擾動，有效地抑制結(jié)晶的生長過程實現(xiàn)防垢。因此，防垢機理本質(zhì)上是傳遞強化過程的必然結(jié)果。
3. 自動除垢過程機理
高效的球粒貼面運動攪混傳遞強化防垢后，傳熱面不會出現(xiàn)毫米級厚如冰堅硬的結(jié)晶垢，而是各自獨立，不是聯(lián)接成片的結(jié)晶鹽垢—類似薄霜那樣的嫩垢，與傳熱面沾附強度較低，易為球粒連續(xù)滑移擦洗，也是最容易結(jié)垢(鈣、鎂離子)物料的克星。其過程本質(zhì)是初垢（或嫩垢）被貼面滑移流態(tài)化球粒的不間斷擦洗清除的過程。從而實現(xiàn)了連續(xù)蒸發(fā)、連續(xù)結(jié)晶、連續(xù)自動消除了管內(nèi)的污垢熱阻，很大程度上提高了流體傳熱面的傳熱效率。
三、應(yīng)用范圍
這項高新技術(shù)——《流體傳熱面自動除垢清洗技術(shù)》廣泛應(yīng)用于外循環(huán)式、中央循環(huán)式、升膜式、列管式蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻器等和流體傳熱面的全自動除垢。 |
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