螺旋缠绕管换热器，擎雷科技螺旋缠绕管换热器结垢倾向底的原因分析

污垢是换热器换热表面不受欢迎物质的累积，这些物质可能是结晶体、沉淀物、聚合体、炼焦产物、无机盐、生物生长、腐蚀产物等。这一过程影响换热器内德传热和流动状态。是换热器表面和流体所发生的质量传递、动量传递以及换热现象相互作用的结果，主要取决于换热器的运行条件。但导致的后果基本相同。污垢会导致换热器传热性能降低，压降增大，甚至加剧腐蚀，最终导致一些换热器完全失效。因此换热器的结垢原因通常与换热器本身的结构，材质，流体的流速，介质的流动状态，以及温度等有关。那么，我们产品的设计是如何解决这些问题、克服这些因素的。

换热器的结垢原因通常有如下几点：

一 水质差，硬度高

通常污垢的生成有下列几种：沉淀或结晶污垢、颗粒污垢、腐蚀污垢、化学反应污垢、生物污垢、凝固（固化）污垢 ，这里我们主要考虑的是水中的钙镁离子结垢问题，水水中的钙镁离子与二氧化碳反应生成碳酸钙、碳酸镁固体小颗粒附着在换热管壁上，从而影响换热器的换热效率，使换热器达不到工艺的要求，而我们的换热器换热效率高，冷媒可以瞬间把热量带走，换热器内部达不到结垢的温度，而换热器本身壳直径较小，使流体的流速进入换热器后仍然可以保持快速流动状态，加上螺旋缠绕特殊结构，是流体不断地与每一层盘管碰撞接触，使冷媒被充分释放，并快速带走管壁上的热量，加上换热器内无滞留区，且管壁表面光滑，故污垢难以形成。我们的换热管材质为316L不锈钢, 其C元素含量为0.02%～0.03%，属于低碳钢，本身具有耐腐蚀性能，以及含16%～18%的Cr元素，通常Cr元素含量达到10%～12%就具有耐腐蚀性能，因添加 Mo元素，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，316不锈钢具有良好的焊接性能。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。

二 换热器本身结构问题

我们的换热器是90度角的链接，换热器内无滞留区，不留死角，使流体全部参与换热，流体自动冲刷管束，降低污垢的产生，其特殊的螺旋缠绕结构，不停地改变流体运动的方向，就像一个搅拌的反应釜，流体不断地与管壁接触碰撞，使流体混合得比较均匀，冷热媒体形成很大的温差，加上冷热媒体逆流换热，使换热更加充分，更加快速，增强了换热效果，由于冷媒可以迅速把热量带走，换热器达不到结垢的温度，因此结垢倾向非常低。

三 换热器的材质问题

我们的换热管材质全部采用316L不锈钢（材质本身具有耐腐蚀性能）表面经过玻璃珠喷砂，电抛光打磨、钝化处理，表面光滑，污垢不容易附着在上面，降低了污垢的产生，且耐腐蚀

四 换热过程中的温度原因 

温度对化学反应结垢与盐类析晶结垢有着重要的作用，随着温度的上升，结垢的倾向会越来越高。通常换热器内温度在30～40度的时候就有结垢倾向，50～60度的时候结垢已经非常严重

由于我们换热器的滞留内层厚度比较小，循环水在壳体中流动时湍流程度比较大，再加上我们换热器的特殊结构，使流体就如同一个搅拌釜使流体混合地比较均匀，可以充分换热，流体的整体温度梯度较小，而在管壁处的温度不是很高，结垢倾向就不是那么明显，而普通列管式换热器靠近换热管的附近特别的热，而距离换

热管越远的循环水基本不参与换热。这是由于普通的列管式换热器结构本身存在死角，而水流速度比较慢，滞留内层比较厚，湍流程度不大，因此循环水在里面的整体温度梯度比较大，靠近管壁处的温度比较高而离换热管远的地方温度比较低，有高温区就一定会结垢，一旦结垢就会大大降低换热器的换热系数。

例如我们以冷凝酒精来说吧：我们利用列管式换热器来冷凝酒精，其换热管表面的循环水温度可能达到50度，而距离换热管越远的地方可能才就是32度，有这样的现象主要是有一部分循环水没有参与换热（我们30度的循环水进行降温）这样循环水侧他们之间的温度梯度就是18度，循环水与管壁的温度就是28度（我们没有考虑酒精蒸汽与管壁的温差）。如果我们利用同样的循环水进行冷凝降温，由于我们换热器内部的螺旋缠绕结构可以将循环水混合的比较均匀，这样其换热管表面的循环水温度就可能达不到50度，而距离换热管远的地方也要比32度高。这样他们之间的温度梯度就没有18度了.这样我们就可以说我们换热器在换热过程中，循环水与换热管壁的温差就比较大（大于28度）---这样为热量传递提供了更大的能量，也是换热效果好的原因。

五 介质的流动状态

介质的流动状态有两种：层流和湍流。湍流相对于层流来说，对管壁的冲刷更加猛烈，使污垢更加不容易附着在管壁上。

由于我们换热器中循环水的流速较快，设计流速为5.5m/s,因此湍流程度较传统的换热器更大，我们的换热管按照一定的规律和间隙均匀缠绕，因此循环水在壳体内流动时不断地碰撞每一层管壁，加大了循环水的湍流程度，也增强了换热器的换热效果，因为我们知道冷热媒体都是通过与管壁接触才能进行换热，而冷媒在换热器内能充分地与每一层管壁碰撞，使冷媒的使用效率大大提高，并可以很快地把管壁上得热量带走，使热媒的出口温度保持在较低状态，由于换热效果好，通常我们能把客户原来的二级冷却变为一级冷却，把原来使用的冷冻盐水改成循环水，减轻了企业的冷冻盐水制备费用，以及添置设备的费用。

六 流体的流速原因

流体的流动速度越快，循环水的湍流程度越大，在管壁处的滞留内层厚度越小，管壁处水的温度就越低，结垢倾向就越低。流体速度快还可以对管壁进行冲刷，使生成的污垢不容易附着在上面，降低结垢倾向。

由于我们的换热器壳体比较细，进水口处的直径与在壳体里面的直径比能达到1：1.5，所以假如说进水口处的水的流速是3米/秒，那么循环水在换热器里面的速度也能达到最少2米/秒，而普通的列管列管换热器由于流通截面积过大，使循环水进入换热器的流速大大降低，假如进口处的水流速度也是3米/秒，那么循环水在里面的流动速度最多也就是0.5米/秒左右，又由于列管换热器的流速相对较慢，污垢也较容易沉淀和附着，从而影响换热效果，频繁地清洗设备会给企业造成额外的能耗，以及停产损失，资产利用率降低等负面影响，综合以上因素，我们的换热器结垢倾向更低，换热效果更好。