污垢是相际表面上的积聚物，该物质对传热、传质以及流体流动带来负面影响。结垢是一种极为普遍的自然现象，据调查表明，90%的换热器都有不同程度地存在结垢现象。

1结垢对换热器的影响

1、恶化换热器的传热性能，增加能耗

2、引起整个换热器的流动阻力压降的增大

3、局部过热或超高温而导致机械性能的下降，引发事故。

4、污垢的积聚威胁换热设备的安全运行。

2污垢的类型

1、颗粒污垢

悬浮于流体的固体微粒在换热表面上的积聚。这种污垢也包括较大固态微粒在水平换热面上因重力作用形成的沉淀层，即所谓沉淀污垢和其他胶体微粒的沉积。

2、结晶污垢

溶解于流体中的无机盐在换热表面上结晶而形成的沉积物，通常发生在过饱和或冷却时。典型的污垢如冷却水侧的碳酸钙、硫酸钙和二氧化硅结垢层。

3、化学反应污垢

在传热表面上进行化学反应而产生的污垢，传热面材料不参加反应，但可作为化学反应的一种催化剂。

4、腐蚀污垢

具有腐蚀性的流体或者流体中含有腐蚀性的杂质对换热器表面腐蚀而产生的污垢。通常，腐蚀程度取决于流体中的成分、温度及被处理流体的pH值。

5、生物污垢

除海水冷却装置外，一般生物污垢均指微生物污垢。其可能产生粘泥，而粘泥反过来又为生物污垢的繁殖提供了条件，这种污垢对温度很敏感，在适宜的温度条件下，生物污垢可生成可观厚度的污垢层。

6、凝固污垢

流体在过冷的换热器面上凝固而形成的污垢。例如当水低于冰点而在换热表面上凝固成冰。温度分布的均匀与否对这种污垢影响很大。

3污垢防止措施

污垢的形成是一个复杂的物理、化学过程，为了防止污垢对换热器性能带来一定的影响，我们需要进行防垢。然而，防止结垢的技术应考虑以下几点：

1）防止结垢形成；

2）防止结垢后物质之间的粘结及其在传热表面上的沉积；

3）从传热表面上除去沉积物。

在换热器的设计阶段，考虑潜在污垢时的设计，应考虑如下6 个方面：

1）换热器容易清洗和维修(如板式换热器)；

2）换热设备安装后，清洗污垢时不需拆卸设备，即能在工作现场进行清洗；

3）应取最少的死区和低流速区；

4）换热器内流速分布应均匀，以避免较大的速度梯度，确保温度分布均匀（如折流板区）；

5）在保证合理的压力降和不造成腐蚀的前提下，
提高流速有助于减少污垢；

6）应考虑换热表面温度对污垢形成的影响。

典型换热器的特点

1）维持设计条件

由于在设计换热器时，采用了过余的换热面积，在运行时，为满足工艺需要，需调节流速和温度，从而与设计条件不同，然而应通过旁路系统尽量维持设计条件（流速和温度）以延长运行时间，推迟污垢的发生。

2）运行参数控制

在换热器运行时，进口物料条件可能变化，因此要定期测试流体中结垢物质的含量、颗粒大小和液体的pH 值。
3）维修措施良好

换热设备维修过程中产生的焊点、划痕等可能加速结垢过程形成，流速分布不均可能加速腐蚀，流体泄漏到冷却水中，可为微生物提供营养，对空气冷却器周围空气中灰尘缺少排除措施，能加速颗粒沉积和换热器的化学反应结垢的形成。用不洁净的水进行水压试验，可引起腐蚀污垢的加速形成。

4）使用添加剂

针对不同类型结垢机理，可用不同的添加剂来减少或消除结垢形成。如生物灭剂和抑制剂、结晶改良剂、分散剂、絮凝剂、缓蚀剂、化学反应抑制剂和适用于燃烧系统中防止结垢的添加剂等。

常用腐蚀缓蚀剂

5）减少流体中结垢物质浓度

通常，结垢随着流体中结垢物质浓度的增加而增强，对于颗粒污垢可通过过滤、凝聚与沉淀来去除；对于结疤类物质，可通过离子交换或化学处理来去除；紫外线、超声、磁场、电场和辐射处理紫外线对杀死细菌非常有效，超强超声可有效抑制生物污垢。

4除垢的意义

节约能源提高换热效率

延长设备使用寿命

提高生产效率和产品质量

减少经济损失取得更大效益

5换热器清洗技术

化学清洗

化学清洗是通过化学清洗液产生某种化学反应，使换热器传热管表面的水垢和其他沉积物溶解、脱落或剥离。

化学清洗不需要拆开换热器，简化了清洗过程，也减轻了清洗的劳动程度。其缺点是化学清洗液选择不当时，会对清洗物基体腐蚀破坏，造成损失

目前采用的化学清洗方法：

循环法：用泵强制清洗液循环，进行清洗。

浸渍法：将清洗液充满设备，静置一定时间。

浪涌法：将清洗液充满设备，每隔一定时间把清洗液从底部卸出一部分，再将卸出的液体装回设备内以达到搅拌清洗的目的。

污染物与化学清洗剂

结垢材料与常用除垢剂的相容性

物理清洗

物理清洗是借助各种机械外力和能量使污垢粉碎、分离并剥离离开物体表面，从而达到清洗的效果。

物理清洗方式都有一个共同点：高效、无腐蚀、安全、环保。其缺点是在清洗结构复杂的设备内部时其作用力有时不能均匀达到所有部位而出现“死角”。

超声波除垢

主要是利用超声波声场处理流体，使流体种的成垢物质在超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成的积垢。超声波的防垢机理主要为：A.空化效应;B.活化效应;C.剪切效应;D.抑制效应。
管道内移动式除垢机具除垢

新型管道内移动式除垢机具效率较高，质量好，适用于油气输送管道及化工液体和水输送管道的除垢。

按驱动方式不通过，典型的管道内移动式除垢机具分为：A.电力驱动移动式除垢机具;B.液力驱动移动式除垢机具;C.压缩空气驱动移动式除垢机具。

机械清洗

机械清洗是靠流体的流动或机械作用提供一种大于污垢粘附力的力而使污垢从换热面上脱落。机械清洗的方法有两类：一类是强力清洗法，如喷水清洗、喷汽清洗、喷砂清洗、刮刀或钻头除垢等；另一类是软机械清洗，如钢丝刷清洗和胶球清洗等

高压水喷射清洗：利用柱塞泵产生的高压水经过特殊喷嘴喷向垢层，除垢彻底、效率高，但是其装机容器里大、耗水多。

喷汽清洗：这种清洗器在设计和运行上与喷水清洗器类似，用这种设备将蒸汽喷入换热器的管侧和壳侧，靠冲击力和热量除去污垢。

喷砂清洗：是将筛分的石英砂(一般粒径在3~5mm)用压缩空气(300~350kPa)通过喷枪产生强大的线速度，冲刷换热器的管内壁，清除掉污垢，使管子恢复原有的换热特性。

刮刀或钻头除垢：这种清洗机械只适用于管子或圆筒里面的污垢。在挠性旋转轴的顶端安装除垢的刮刀或钻头，靠压缩空气或电力(也有使用水力或蒸汽的)使刮刀或钻头旋转。

胶球清洗：利用喷丸清洗器进行的。喷丸清洗器是由海绵球和将球推进需清洗的管子内部的流体喷枪组成，球为炮弹形，以半硬质发泡聚氨基脂的海绵体挤压而成，富有弹性。