

換熱設備“失流”后果剖析
當換熱設備內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備內部積水,這種現象稱作失流,也叫滯流。失流往往發生于蒸汽入口處裝有自動溫控閥的換熱設備上。
失流問題對換熱設備危害的嚴重性,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重?現孚雷德擇要列舉如下:
換熱設備腐蝕加劇 不當的水處理會使鍋爐產生蒸汽時伴隨著二氧化碳的產生,此外,如果鍋爐補水不能完全除氧,鍋爐輸出的蒸汽中也會含有氧氣,這兩種氣體隨著蒸汽進入換熱設備。當換熱設備因失流而內部積水時,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重。
換熱設備內發生水擊 在換熱設備內部,當蒸汽接觸到積聚的冷凝水時,會有汽泡產生,尤其當冷凝水溫度比蒸汽溫度低20℃-30℃時汽泡數量會更大。在蒸汽達到冷凝點時,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,冷凝水會被高速吸到這個真空的空間,這樣就發生了水擊。
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,盤管內的積水就會結冰,容易造成加熱盤管的破裂,這種現象在我國的北方地區較為常見。
調節閥磨損加劇 發生失流時,換熱設備因內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,驅使自動溫度調節閥開度增加。這時,更多的蒸汽進入換熱設備使其內部蒸汽壓力升高,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,當物料出口溫度過高時自動溫度調節閥就會過度關小。接著,換熱設備因內部蒸汽壓力過低又發生失流,自動溫度調節閥再次增大開度。調節閥如此循環往復的振蕩會加劇其磨損程度。
安全隱患增加 如上所述,換熱設備失流時腐蝕加劇,還有水錘發生,容易造成設備破裂而引發安全事故,尤其那些運行多年的設備安全隱患更大。而調節閥的過度磨損會造成閥門內漏,過量的蒸汽會使被加熱物料溫度過高而引發安全事故。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漏導致罐內溫度過高引發的重大安全事故。
產品質量降低 換熱設備失流會引起自動溫度調節閥發生振蕩和控制溫度的大幅波動,而工藝溫度的不穩定會影響產品質量或工藝效果。此外,換熱設備內部積水必將使得換熱面上下部分產生較大溫度差,導致換熱器內上下兩部分被加熱物料也出現較大溫度差,進而影響產品質量。對于空氣加熱器,加熱盤管因失流問題積水時,其出口空氣出現上下溫度分層現象,影響物料烘干效果。
蒸汽耗量增加 換熱設備失流時控制溫度波動大,為滿足工藝溫度要求,實際生產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,由于調節閥振蕩和溫度波動較大,加熱器出口空氣實際溫度卻在130℃~150℃范圍波動,這樣就造成近20%的蒸汽浪費。另外,在實際生產過程中,當失流問題影響生產時,操作人員習慣于選擇設備出口長期直排的方式應對,這樣會造成更大的蒸汽浪費。