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溫控閥的換熱設(shè)備上。
失流問題對換熱設(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)乃幚頃瑰仩t產(chǎn)生蒸汽時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,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，因此積水過多時氧腐蝕就更嚴(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，會有汽泡產(chǎn)生，尤其當(dāng)冷凝水溫度比蒸汽溫度低20℃-30℃時汽泡數(shù)量會更大。在蒸汽達(dá)到冷凝點(diǎn)時，這些汽泡破滅，其體積瞬時縮小幾百到上千倍，瞬間形成真空區(qū)，冷凝水會被高速吸到這個真空的空間，這樣就發(fā)生了水擊。
空氣加熱器凍裂 對于空氣加熱器，失流會引起加熱盤管下半部分內(nèi)部積水。在冬天，通過盤管的冷空氣溫度降為0℃甚至更低時，盤管內(nèi)的積水就會結(jié)冰，容易造成加熱盤管的破裂，這種現(xiàn)象在我國的北方地區(qū)較為常見。
調(diào)節(jié)閥磨損加劇 發(fā)生失流時，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)使自動溫度調(diào)節(jié)閥開度增加。這時，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)物料出口溫度過高時自動溫度調(diào)節(jié)閥就會過度關(guān)小。接著，換熱設(shè)備因內(nèi)部蒸汽壓力過低又發(fā)生失流，自動溫度調(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)閥的過度磨損會造成閥門內(nèi)漏，過量的蒸汽會使被加熱物料溫度過高而引發(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)備失流會引起自動溫度調(diào)節(jié)閥發(fā)生振蕩和控制溫度的大幅波動，而工藝溫度的不穩(wěn)定會影響產(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。對于空氣加熱器，加熱盤管因失流問題積水時，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)備失流時控制溫度波動大，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。比如，空氣溫度130℃即可滿足工藝要求，由于調(diào)節(jié)閥振蕩和溫度波動較大，加熱器出口空氣實(shí)際溫度卻在130℃~150℃范圍波動，這樣就造成近20%的蒸汽浪費(fèi)。另外，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，當(dāng)失流問題影響生產(chǎn)時，操作人員習(xí)慣于選擇設(shè)備出口長期直排的方式應(yīng)對，這樣會造成更大的蒸汽浪費(fèi)。