1. L'accumulo di calcare all'interno dello scambiatore di calore porta ad una diminuzione dell'efficienza del trasferimento di calore.
Le incrostazioni aumentano la resistenza termica e riducono la capacità di trasferimento del calore
Durante il funzionamento a lungo-termine, impurità, minerali, olio o prodotti di corrosione nel fluido si depositano gradualmente sulla superficie dello scambio di calore, formando uno strato di incrostazioni.
Le incrostazioni aumentano la resistenza al trasferimento di calore, riducendo l'efficienza dello scambio termico tra fluidi caldi e freddi, con il risultato che la temperatura di uscita non riesce a soddisfare i requisiti di progettazione.
② Le incrostazioni influiscono sulle condizioni del flusso del fluido
Uno strato di incrostazione più spesso riduce l'area del canale di flusso, diminuendo la velocità del fluido e riducendo la turbolenza, indebolendo ulteriormente l'effetto di scambio termico.
Nei casi più gravi, le incrostazioni possono causare il blocco del canale di flusso, con conseguente aumento della caduta di pressione e funzionamento anomalo dell'apparecchiatura.
③ Soluzioni
Sviluppare un piano di pulizia regolare basato sulle caratteristiche del mezzo, ad esempio utilizzando la pulizia chimica, la pulizia meccanica o la pulizia CIP online.
Per condizioni operative soggette a incrostazioni, ottimizzare la portata del fluido per evitare un funzionamento a bassa-velocità che porta alla deposizione.
2. Una portata del fluido insufficiente comporta una riduzione dell'efficienza dello scambio termico
① La bassa portata influisce sul trasferimento di calore
Gli scambiatori di calore richiedono una determinata portata per ottenere uno scambio termico efficace. Quando la portata sui lati caldo e freddo è inferiore al valore di progetto, la quantità di fluido che partecipa allo scambio termico nell'unità di tempo diminuisce.
Una portata insufficiente farà sì che la temperatura di uscita si discosti dai parametri di progettazione, riducendo l'efficienza complessiva dello scambio di calore.
② Cause comuni di portata anomala
Ciò potrebbe essere dovuto alla ridotta capacità operativa della pompa, al blocco del filtro, all'apertura insufficiente della valvola o all'aumento della resistenza della tubazione.
Negli scambiatori di calore a piastre, la distribuzione irregolare del flusso può essere causata anche da un blocco delle piastre.
③ Soluzioni
Controllare lo stato di funzionamento della pompa, l'apertura della valvola e le variazioni di pressione della tubazione.
Pulire i canali di flusso del filtro e dello scambiatore di calore per garantire che il fluido funzioni alla portata prevista.
3. Una differenza di temperatura insufficiente porta a una riduzione dell'efficienza
① La differenza di temperatura è la forza trainante principale dello scambio di calore
Gli scambiatori di calore si basano sulla differenza di temperatura tra i fluidi caldi e freddi per il trasferimento di calore. Se la differenza di temperatura tra i lati di ingresso caldo e freddo è troppo piccola, la forza di trasferimento del calore è insufficiente.
Anche se l'apparecchiatura funziona normalmente, non è possibile raggiungere la capacità di scambio termico prevista.
② Cause di differenza di temperatura insufficiente
La temperatura della fonte di calore diminuisce, ad esempio in caso di pressione del vapore insufficiente o di un calo della temperatura dell'acqua calda.
La temperatura del mezzo di raffreddamento aumenta, ad esempio, una capacità di circolazione dell'acqua di raffreddamento insufficiente.
③ Soluzioni
Controllare l'alimentazione delle fonti di calore e freddo per confermare se la temperatura di ingresso soddisfa le condizioni di progettazione.
Ottimizzare il rapporto tra le portate del fluido caldo e freddo per aumentare la differenza di temperatura media.
4. Blocco del canale di flusso dello scambiatore di calore o caduta di pressione anomala
① Il blocco influisce sul normale flusso del fluido
Se i canali interni dello scambiatore di calore sono ostruiti da impurità, il fluido non può fluire uniformemente attraverso la zona di scambio di calore.
La distribuzione non uniforme del fluido riduce l'effettiva area di scambio termico, impedendo ad alcune aree di partecipare pienamente al trasferimento di calore.
② Una caduta di pressione anomala è un importante indicatore di blocco
Quando la caduta di pressione operativa effettiva è significativamente superiore al valore di progetto, solitamente indica incrostazione interna, incrostazioni o blocco del canale di flusso.
Anche il funzionamento a lungo-termine con un'elevata caduta di pressione può aumentare il consumo energetico della pompa.
③ Soluzioni
Controllare regolarmente la differenza di pressione in ingresso e in uscita e confrontarla con i parametri di progetto.
Smontare e pulire o effettuare il controlavaggio delle apparecchiature gravemente bloccate.
5. Prestazioni inadeguate dovute a progettazione e selezione inadeguate dello scambiatore di calore
① Area di scambio termico insufficiente
Se l'area di progettazione iniziale dello scambiatore di calore è insufficiente, potrebbe non riuscire a soddisfare le richieste di produzione dopo i cambiamenti nelle condizioni operative effettive.
Situazioni comuni includono una maggiore capacità produttiva, portate più elevate o cambiamenti nei requisiti di temperatura del processo.
② Tipo di scambiatore di calore non adatto
Diversi tipi di scambiatori di calore sono adatti a diversi ambienti applicativi. Ad esempio, gli scambiatori di calore a piastre sono adatti per applicazioni compatte ad alta-efficienza; gli scambiatori di calore a fascio tubiero-e-sono adatti per condizioni di alta-temperatura e alta-pressione.
Se il tipo di apparecchiatura non corrisponde, ciò potrebbe comportare una bassa efficienza di scambio termico o difficoltà di manutenzione.
③ Soluzioni
Ricontrollare i parametri operativi effettivi, tra cui portata, temperatura, pressione e proprietà del mezzo.
Se necessario, aumentare l'area di scambio termico o sostituirla con un tipo di scambiatore di calore più adatto.
6. Problemi di tenuta dello scambiatore di calore che portano al degrado delle prestazioni
① La mancata sigillatura influisce sul processo di scambio termico
Per gli scambiatori di calore a piastre, guarnizioni invecchiate, danneggiate o installate in modo errato possono causare perdite interne.
La miscelazione di due fluidi riduce l'efficienza dello scambio termico e può influire sulla qualità del prodotto e sulla sicurezza del sistema.
② Manifestazioni di problemi di tenuta
Si verificano perdite esterne.
Temperature di ingresso e uscita anomale e variazioni di pressione instabili.
③ Soluzioni
Controllare regolarmente lo stato delle guarnizioni e sostituire quelle invecchiate o deformate.
Installare le piastre alla coppia specificata, evitando un serraggio insufficiente o eccessivo.
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