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论结垢对企业生产的影响

文章出处:人气:-发表时间:2015-09-25 09:34【

水作为我们生活及生产的重要资源,在我们的生活及生产过程中有着不可取代的位置。在我们对水的使用过程中,水受热后从中沉淀出的化合物和杂质的混合物,也就是水垢。其主要成分是碳酸钙、氢氧化镁。根据其形成原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种,水垢的产生对我们的生产来说的影响是巨大的。

水垢对我们的生活及生产到底带来多大的危害呢?

居世界相关专业人士的数据统计,全世界每年因水垢造成的经济损失约占GDP的0.25%。而在我国,虽然缺乏具体统计资料,但专家普遍估计,应远超过世界平均水平。

然而,即使按0.25%计算,每年的经济损失也相当惊人——按我国2013年GDP为9.4万亿美元计算,结垢导致的经济损失高达235亿元美元。但是阻垢问题在国内还未得到足够的重视,现在国内针对结构问题只是在被动的清洗,而怎样有效的防止垢层的二次生成的问题一直没有良好的解决办法。

  水垢对工业生产造成的不利影响主要包括几个方面。第一,水垢导热系数很低,降低了设备的传热效率,严重时只有原来的20%;第二,水垢的积聚增加了热阻和流动阻力,妨碍设备正常运行;第三,水垢的积聚导致腐蚀,缩短设备寿命;第四,增加了设备清洗的时间和费用,使用化学药品清洗还存在污染问题;第五,水垢积聚会导致设备性能下降,增加企业运行风险。

  北京工业大学传热强化与过程节能教育部实验室的一篇论文指出,据不完全统计,我国每年因腐蚀、结垢报废的换热器达万台左右,仅钢材就消耗5万吨以上,直接经济损失2亿元以上。而据国家有关部门统计,每年因水垢引起的机件报废直接损失高达10多亿元。

山东大学能源与动力过程学院的一篇论文介绍,水垢的导热性差,其热导率一般只有换热面主要用材碳钢的1/50~1/30,与钢等热的良导体相比,差别更大。

  结垢也是困扰石油炼化行业的一大难题。中国石油大学2010年的一篇论文指出,随着采油工业的发展,原油性质趋于恶化,杂质含量较高,在原油加工过程中,换热设备内的结垢问题日益严峻,给炼化企业造成了巨大的能源浪费和经济损失。

  1995年,据国外科学家估计,每年仅西方国家的原油蒸馏装置由结垢所耗费的费用就高达约45亿美元。从能源消耗、产量降低和维护费用三方面评估,美国炼油工业与结垢有关的损失每年达13亿美元。

  在美国常减压蒸馏装置加工能力在10万桶/天的炼油厂,原油进入加热炉时的温度每降低1℃,每年就要增加400万美元的燃料费,并增加750吨二氧化碳排放。因此换热设备的传热效率对节能减排起到重要作用。

  我国齐鲁石化公司胜利炼油厂也曾有类似遭遇。他们引进美国的重油处理装置自开工以来,高压换热器的结垢问题成为制约生产正常运行的重要因素。在随后的检修中发现,换后温度比检修开工初期下降了7℃~10℃,导致加热炉管表面温度经常超标,加之其他因素的影响,使进料量大大减少到不足设计值的一半,造成了极大的经济损失。

  此外,发电厂的冷却塔往往是抽取河水冷却,因此也存在严重的结垢问题。美国数据表明,仅美国发电厂每年因冷却塔水垢问题造成的电能损失达1.85GWh,由此导致的经济损失高达100万美元。

中国作为一个能耗大国,在工业生产过程中怎样有效的阻止垢层的产生重而降低能耗的问题,已经成为一个继续解决刻不容缓的问题。


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