列管式换热器结垢特性及在线清洗技术优化研究

　　

针对化工生产中列管式换热器因结垢导致能效下降的问题，本研究以硫酸铵溶液为介质，结合实验测试与CFD模拟，系统分析了流速（0.8~2.0m/s）、温度（40~80℃）对结垢速率的影响规律，并提出基于螺旋喷嘴阵列的在线清洗技术优化方案。实验采用称重法测定垢层生长速率，通过扫描电镜（SEM）与能谱分析（EDS）表征垢层微观结构，利用Fluent软件模拟清洗流场的速度分布与壁面剪切力。结果表明：结垢速率随流速增加呈指数下降（R²=0.98），80℃时最大结垢速率为1.23g/(m²・h)，较40℃提升45%；优化后的清洗系统在喷嘴压力0.6MPa、间距150mm时，壁面平均剪切力达18Pa，较传统单喷嘴清洗提高3倍，垢层去除率达92%；建立结垢预测模型（平均相对误差±8.7%），为在线清洗周期优化提供理论依据。 本研究提出的清洗技术可降低换热器离线检修频率，对化工流程节能降耗具有工程应用价值。

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