換熱器堵塞形成機理
(1)換熱器中瀝青質(zhì)的沉積。由于瀝青質(zhì)與原油中其他組分的不相容性,導致原油中的瀝青質(zhì)非常不穩(wěn)定。當有金屬離子存在時,會促進瀝青質(zhì)在傳熱表面沉積,并發(fā)生一系列化學反應(yīng),縮合成焦炭,逐漸降低換熱器的換熱效率。
(2)酸不溶物顆粒物質(zhì)的沉積。由于來油中含有顆粒雜質(zhì),而這些雜質(zhì)在油中不溶解,它們隨著油流動并逐漸在管壁上沉積。沉積后,其他物質(zhì)會以沉積處物質(zhì)為核心迅速發(fā)生化學反應(yīng),促進酸不溶物顆粒物質(zhì)的沉積。
(3)換熱器中硅鋁垢的生成。鈣鎂離子的存在促進了硅垢的生成,這也是為什么初期會出現(xiàn)硅垢含量高隨后又降低的原因。因為硅垢的形成需要一個誘導期,即需要鈣鎂垢生成,之后以其為核心形成硅鋁垢。隨著溫度的逐漸升高硅鋁垢的結(jié)垢趨勢也變得較為嚴重。
(4)鐵垢的形成。高溫條件下乳化態(tài)水轉(zhuǎn)為自由水,促進了管線腐蝕,將管道中的鋼鐵氧化,使其形成鐵的氧化物及氫氧化物等。當管道局部結(jié)垢時,其熱負荷很高,該部位的金屬表面與其他各部分的金屬表面之間會產(chǎn)生電位差。熱負荷很高的區(qū)域,金屬表面因電荷集中而帶負電。這樣,帶正電的氧化鐵微粒就向帶負電的金屬表面聚集,形成氧化鐵垢。
(5)聚合物的影響。聚合物的影響具有雙重性,溫度低時可降低油黏度,減緩顆粒物質(zhì)的沉積;溫度高時對油黏度有一定的影響,前期無法沉降顆粒物質(zhì)致使顆粒全部在末端沉積,加劇了換熱器末端的堵塞。
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