一熱管的相容性問題及對策

　　管殼材料與工質的化學相容性問題 如鋼水熱管中存在著化學反應和電化學反應 這是一種不可避免的金屬腐蝕過程 只能抑制或延緩而不可能消除 目前采取的主要對策如下

　　１． 碳鋼管材的高溫蒸汽表面鈍化采用該辦法的目的是使管壁凈化且生成致密的蘭色 Ｆｅ３Ｏ４ 鈍化層 這是一種穩定性極好的保護膜具體做法是將凈化后的碳鋼管加熱至 ５００～６００℃后 沖以水蒸氣使表面鈍化 此時碳鋼管內表面會生成致密而均勻的Ｆｅ３Ｏ４ 氧化層

２． 碳鋼管材的化學液鈍化該方法采用氧化性化學試劑使管壁生成 Ｆｅ３Ｏ４ 鈍化層目前鈍化液配方主要采用重鉻酸鉀具體做法是將酸洗凈化后的碳鋼管放入鈍化槽內 在一定溫度下浸泡一定的時間 讓管壁內生成一層致密的 Ｆｅ３Ｏ４ 氧化膜

３． 工質內添加緩蝕劑在工質中添加緩蝕劑是為了使管壁表面產生更為均勻與致密的 Ｆｅ３Ｏ４ 鈍化層緩蝕劑一般與化學鈍化聯合使用 緩蝕劑可以對破壞的局部鈍化膜起到修補的作用緩蝕劑品種很多 一般采用陽極型緩蝕劑 其管壁緩蝕效果較好 具體做法是在工質內添加 １％～３％的重鉻酸鉀

４． 排放法和滲透法排放法是在熱管冷凝端部裝上排氣閥 必要時打開閥將積累的氫氣排放出去 滲透法則是在熱管冷凝端部裝上鈀管 讓所產生的氫氣隨時滲透出去

５． 氧化除氫法根據化學理論 標準電極電位為正值元素的氧化物都可被氫還原出來常見的銅鎳鋅鈷等元素的氧化物都能與氫進行氧化還原反應 只是反應的溫度和速度不同２０ 世紀９０ 年代初氧化除氫技術就開始了推廣應用 反應溫度一般在 １５０℃以上 工業應用受到一定限制

       目前 一種新型高效復合配方的氧化除氫技術已研制成功并進行了工業應用 在常溫下就可快速進行除氫反應這一技術的推廣應用 將極大提高熱管的使用壽命

        由于化學鈍化膜不穩定 排放法和滲透法不易操作 高溫蒸汽鈍化所需場地設備投資較大 因此 較好的熱管延壽方法應為化學鈍化緩蝕劑及氧化除氫技術的配合使用

二熱管的積灰問題及對策

       在熱管余熱回收設備中 熱管積灰是普遍存在的問題 積灰增加了受熱面熱阻 降低設備的傳熱能力積灰減少流體的通道面積 增加流動阻力降低換熱表面溫度 造成低溫露點腐蝕很多余熱回收設備由于積灰嚴重不能正常運行 甚至被迫停用因此對積灰問題應給予高度重視防止和減少積灰的對策如下

１． 根據流體含塵的狀況 合理選擇換熱設備及其傳熱元件的結構形式 主要是合理選擇熱管外翅片結構

       氣相換熱的熱管換熱器 管外均采用加肋強化傳熱 翅片形式多選用穿片或螺旋型纏繞片 這些翅片的結構緊湊 肋化比高 效果明顯 缺點是極易積灰結垢對于高粉塵流體即使翅片間距取到１２～２０ｍｍ 在某些情況下也會出現嚴重積灰 因此對于高含塵流體目前趨向于選擇以下兩種結構

（１） 軸對稱單列縱向直肋翅片 （２） 釘頭管釘頭管作為換熱設備的傳熱元件一般多用于黏結性積灰部位 如用于以高含硫油為燃料的常減壓加熱爐 使用多年一直無積灰堵塞現象

       換熱設備內流體的速度是一個重要的設計參數 它影響換熱設備的傳熱流動阻力磨損及自清灰能力等目前熱管換熱設備的設計多采用等質量流速法 這種方法的不足就是隨著設備內溫度的下降 出口處的密度動力黏度導熱系數有明顯變化 從而引起出口處流體的速度大幅下降其結果是換熱系數和自清灰能力下降 造成換熱設備積灰

        解決該問題可采用變截面設計法 以等體積流速法代替等質量流速法如要維持體積流速不變只有改變換熱面積來抵消密度的變化 隨著煙氣溫度的降低 將換熱設備的流通面積減小 以保證進出口具有相同的自清灰能力

２． 改變換熱設備內流體的流速 以減少或清除積灰

３． 采用化學清灰劑清灰

４． 吹掃和用機械方法清除管束表面積灰

三熱管的露點腐蝕及對策

       當熱管換熱器在低溫煙氣中使用時 常遇到低溫露點腐蝕問題有時即使在正常的排煙溫度下在煙氣出口側 （在沒有前置預熱器的情況下） 最后幾排熱管也存在低溫露點腐蝕解決露點腐蝕問題可以從以下幾方面入手

１． 控制排煙溫度根據煙氣的露點溫度合理確定排煙溫度 一般排煙溫度應高于露點溫度 ２０～３０℃ 冬季排煙溫度應適當提高

２． 增設前置預熱器 提高空氣入預熱器的溫度 可有效防止露點腐蝕

３． 對空氣風道進行旁路設計 當煙氣溫度和環境溫度較低時 可將部分換熱后空氣混合到冷空氣中 以提高空氣的入口溫度

４． 進行調壁溫防低溫腐蝕設計通過調節冷熱端的結構參數 提高熱管換熱器的最低壁溫 防止低溫腐蝕