液-固两相流热交换器内的防除垢研究

液-固两相流热交换器内的防除垢研究

施 俭， 杨学忠

【摘 要】摘要：为了脱除附着在换热管壁面的污垢，研究了换热管中污垢剥除所需的碰撞次数，探讨了液-固两相流污垢剥除所需的时间。基于液-固两相流固体颗粒与污垢层多次碰撞对防除垢的作用，建立了液-固两相流防除垢模型，采用EDEM-FLUENT 耦合，模拟计算换热管内非稳态液-固两相流动，探索换热管内固体颗粒的分布情况和碰撞分布。结果表明,颗粒在换热管中分布较为均匀；污垢被剥除需要经过多次碰撞，碰撞次数随循环流速的增大而减少，随固体颗粒粒径的增大而增加，与固体颗粒的体积分数基本无关，在最佳防除垢状态下需要经过5～8次的碰撞；适当增加循环流速和固体颗粒体积分数，同时减小颗粒的粒径可以加快污垢的剥除速度。 【期刊名称】石油化工设备 【年(卷),期】2024(048)003 【总页数】6

【关键词】热交换器； 防除垢； 碰撞次数； 剥除比例

热交换器壁面结垢是一种非常普遍的现象。结垢的形成会极大地增加流动的阻力，降低换热效率。当热通量较高时，壁面结垢甚至可能造成局部热点，破坏整个设备的正常操作，使生产难以连续运行。目前工业上普遍采用的除垢方法有机械清洗法和化学清洗法[1-2]。机械清洗法分为高压水冲洗法和弹簧清洗法，这2种方法不仅除垢效果欠佳，而且易损坏设备。化学清洗法的使用受限于无法完全确定污垢的成分，也不能完成污垢的彻底清洗，并且使用的清洗剂通常会严重腐蚀设备。机械除垢和化学除垢均需要停车处理污垢和周期性清洗，造