熱管換熱器的核心元件是熱管，它獨(dú)特的傳熱特性引起了人們的極大興趣。但在工業(yè)應(yīng)用中仍然存在一些問題， 極大地限制了熱管技術(shù)的使用和發(fā)展。因此， 有必要對這些問題進(jìn)行研究探索， 以找到合理的解決辦法。


　　 一、熱管的相容性問題及對策

　　管殼材料與工質(zhì)的化學(xué)相容性問題，如鋼—水熱管中存在著化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)， 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(wěn)定性極好的保護(hù)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(nèi)表面會生成致密而均勻的Ｆｅ３Ｏ４氧化層。

    ２． 碳鋼管材的化學(xué)液鈍化。該方法采用氧化性化學(xué)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(nèi)， 在一定溫度下浸泡一定的時間， 讓管壁內(nèi)生成一層致密的 Ｆｅ３Ｏ４氧化膜。

    ３． 工質(zhì)內(nèi)添加緩蝕劑。在工質(zhì)中添加緩蝕劑是為了使管壁表面產(chǎn)生更為均勻與致密的Ｆｅ３Ｏ４ 鈍化層。緩蝕劑一般與化學(xué)鈍化聯(lián)合使用， 緩蝕劑可以對破壞的局部鈍化膜起到修補(bǔ)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(zhì)內(nèi)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(chǎn)生的氫氣隨時滲透出去。

    ５． 氧化除氫法。根據(jù)化學(xué)理論，標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行氧化還原反應(yīng)， 只是反應(yīng)的溫度和速度不同。２０ 世紀(jì)９０ 年代初氧化除氫技術(shù)就開始了推廣應(yīng)用，反應(yīng)溫度一般在 １５０以上， 工業(yè)應(yīng)用受到一定限制。 

    在常溫下就可快速進(jìn)行除氫反應(yīng)。這一技術(shù)的推廣應(yīng)用， 將極大提高熱管的使用壽命。由于化學(xué)鈍化膜不穩(wěn)定，排放法和滲透法不易操作， 高溫蒸汽鈍化所需場地、設(shè)備投資較大， 因此， 較好的熱管延壽方法應(yīng)為化學(xué)鈍化、緩蝕劑及氧化除氫技術(shù)的配合使用。 

    熱管的積灰問題及對策

    在熱管余熱回收設(shè)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(shè)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(diǎn)腐蝕很多。余熱回收設(shè)備由于積灰嚴(yán)重不能正常運(yùn)行，甚至被迫停用。因此對積灰問題應(yīng)給予高度重視。防止和減少積灰的對策如下。

    １． 根據(jù)流體含塵的狀況，合理選擇熱管及其傳熱元件的結(jié)構(gòu)形式， 主要是合理選擇熱管外翅片結(jié)構(gòu)。氣相換熱的熱管換熱器，管外均采用加肋強(qiáng)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(jié)構(gòu)緊湊， 肋化比高， 效果明顯， 缺點(diǎn)是極易積灰結(jié)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(xiàn)嚴(yán)重積灰， 因此對于高含塵流體目前趨向于選擇以下兩種結(jié)構(gòu)：

   （１） 軸對稱單列縱向直肋翅片；

   （２） 釘頭管。釘頭管作為換熱設(shè)備的傳熱元件一般多用于黏結(jié)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(xiàn)象。

    換熱設(shè)備內(nèi)流體的速度是一個重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，它影響換熱設(shè)備的傳熱、流動阻力、磨損及自清灰能力等。目前熱管換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)多采用等質(zhì)量流速法， 這種方法的不足就是隨著設(shè)備內(nèi)溫度的下降， 出口處的密度、動力黏度、導(dǎo)熱系數(shù)有明顯變化，從而引起出口處流體的速度大幅下降。其結(jié)果是換熱系數(shù)和自清灰能力下降， 造成換熱設(shè)備積灰。

    解決該問題可采用變截面設(shè)計(jì)法，以等體積流速法代替等質(zhì)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(shè)備的流通面積減小， 以保證進(jìn)出口具有相同的自清灰能力。

    ２． 改變換熱設(shè)備內(nèi)流體的流速，以減少或清除積灰。

    ３． 采用化學(xué)清灰劑清灰。

    ４． 吹掃和用機(jī)械方法清除管束表面積灰。


     換熱器在石油、化工、動力、食品等工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位，應(yīng)用范圍也很廣泛。為了延長設(shè)備的使用壽命就要定期對其進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，下面給您介紹一下?lián)Q熱器的保養(yǎng)方式。

    1、清理過濾網(wǎng)上的灰塵。清洗過濾網(wǎng)時，要先切斷電源，然后打開進(jìn)風(fēng)柵；取出過濾網(wǎng)之后用水或吸塵器清洗過濾網(wǎng)，水溫要小于40度，用熱濕布或中性洗滌劑清洗，然后用干布擦拭，不要用其他化學(xué)洗滌劑清洗過濾網(wǎng)。

 
    2、清洗排水部分的污垢和積聚物。為了保證排水通暢、防止細(xì)菌繁殖，也為了防止換熱器排水部分產(chǎn)生較多污垢，需要定期對其進(jìn)行消毒。

    3、清除通風(fēng)口的雜物，保證能夠正常通風(fēng)。觀察室外機(jī)架有無出現(xiàn)松動問題現(xiàn)象，清潔室外通風(fēng)網(wǎng)罩內(nèi)有無異物，如果有異物需要及時清除，保證正常的通風(fēng)。

    4、室內(nèi)、外換熱器進(jìn)行表面清洗，提高換熱器的效率。清理室內(nèi)換熱器時，要先小心拿下面板，然后用柔軟的抹布擦洗，使用小毛刷輕輕刷洗完內(nèi)機(jī)的換熱器，這樣不但可以清除灰塵還能夠清除有害物質(zhì)積聚。但是我們需要注意由于散熱片是很薄的鋁質(zhì)材料，受力后容易產(chǎn)生變形，因此需要小心刷洗。