換熱設(shè)備作為工業(yè)生產(chǎn)、能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域的核心裝置，其傳熱效率直接影響系統(tǒng)能耗與運(yùn)行穩(wěn)定性。然而，運(yùn)行過(guò)程中流體介質(zhì)中的雜質(zhì)、鹽類(lèi)結(jié)晶及腐蝕產(chǎn)物等易在換熱表面形成垢層，不僅降低傳熱效率，還可能引發(fā)設(shè)備損壞與安全隱患。本文結(jié)合工程實(shí)踐，從結(jié)垢成因、危害入手，系統(tǒng)闡述針對(duì)性處理方案，為設(shè)備高效運(yùn)維提供參考。一、結(jié)垢的成因分析（一）水質(zhì)與介質(zhì)因素工業(yè)循環(huán)水或工藝介質(zhì)中，鈣、鎂等離子易與碳酸根、硫酸根結(jié)合形成難溶鹽（如碳酸鈣、硫酸鈣）；介質(zhì)中的懸浮物（泥沙、微生物黏泥）、有機(jī)物（油類(lèi)、聚合物）也會(huì)吸附沉積。若介質(zhì)呈酸性或堿性，還可能加速金屬腐蝕，腐蝕產(chǎn)物（如氧化鐵）進(jìn)一步形成垢層。（二）運(yùn)行工況影響流速過(guò)低時(shí)，流體攜帶的雜質(zhì)易在換熱面沉降；溫度過(guò)高會(huì)促進(jìn)鹽類(lèi)結(jié)晶（如碳酸鈣在50℃以上結(jié)晶速率顯著加快）；壓力波動(dòng)可能導(dǎo)致溶解氣體析出，引發(fā)垢層沉積。此外，多相流（氣液、液固混合）工況下，相界面易形成垢核。（三）設(shè)備自身因素?fù)Q熱管材質(zhì)若耐腐蝕性差（如普通碳鋼在酸性介質(zhì)中），易因腐蝕產(chǎn)生銹垢；流道設(shè)計(jì)不合理（如折流板間距過(guò)大、管束排列過(guò)密）會(huì)導(dǎo)致局部流速不均，加劇垢層堆積。二、結(jié)垢的危害（一）傳熱效率下降垢層的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于金屬（如碳酸鈣垢導(dǎo)熱系數(shù)僅為碳鋼的1/50~1/100），導(dǎo)致污垢熱阻增大，需提高介質(zhì)溫度或流量維持換熱效果，直接增加能耗（據(jù)統(tǒng)計(jì)，垢層厚度每增加1mm，能耗約上升5%~10%）。（二）設(shè)備壽命縮短垢層下易形成局部電化學(xué)腐蝕（垢下腐蝕），加速換熱管穿孔、泄漏；同時(shí)，垢層導(dǎo)致?lián)Q熱管壁溫升高，材料力學(xué)性能下降，易引發(fā)蠕變、開(kāi)裂等失效。（三）系統(tǒng)運(yùn)行隱患嚴(yán)重結(jié)垢會(huì)堵塞流道，導(dǎo)致介質(zhì)流量驟降，甚至引發(fā)系統(tǒng)憋壓、停機(jī)；若垢層脫落進(jìn)入下游設(shè)備，還可能造成閥門(mén)卡堵、泵葉輪磨損等次生故障。三、結(jié)垢處理方案（一）預(yù)防類(lèi)措施1.水質(zhì)預(yù)處理軟化處理：采用離子交換樹(shù)脂或反滲透技術(shù)降低水中鈣鎂離子濃度，減少碳酸鹽、硫酸鹽垢的生成；過(guò)濾與除雜：通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器、超濾膜去除懸浮物，投加殺菌劑（如次氯酸鈉、氧化性殺菌劑）抑制微生物黏泥滋生；除氧防腐：在熱水或蒸汽系統(tǒng)中，采用真空除氧、化學(xué)除氧（如亞硫酸鈉）減少溶解氧，降低腐蝕結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。2.運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化流速控制：根據(jù)介質(zhì)特性，將管程流速維持在1.5~3.0m/s（殼程0.5~1.5m/s），確保流體湍流狀態(tài)，減少顆粒沉降；溫度調(diào)節(jié)：避免換熱面局部溫度超過(guò)鹽類(lèi)結(jié)晶臨界值（如碳酸鹽系統(tǒng)控制壁溫<60℃）；壓力穩(wěn)定：通過(guò)穩(wěn)壓裝置減少壓力波動(dòng)，防止溶解氣體析出形成垢核。3.設(shè)備結(jié)構(gòu)與材質(zhì)優(yōu)化材質(zhì)升級(jí)：易結(jié)垢、腐蝕的部位選用耐蝕合金（如316L不銹鋼）、鈦材或非金屬襯里（如四氟、陶瓷）；流道優(yōu)化：采用螺旋折流板、橫紋管、波紋管等強(qiáng)化傳熱管型，既提升傳熱效率，又減少垢層附著；折流板采用缺口優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免“死區(qū)”形成。（二）在線運(yùn)行中處理1.化學(xué)清洗技術(shù)緩蝕清洗：針對(duì)碳酸鹽垢，采用低濃度鹽酸（2%~5%）加緩蝕劑（如烏洛托品、咪唑啉）循環(huán)清洗，控制清洗時(shí)間（一般4~8h），避免過(guò)度腐蝕；螯合清洗：對(duì)于復(fù)雜垢型（如混合垢、硫酸鹽垢），選用EDTA、檸檬酸等螯合劑，在中性或弱堿性條件下溶解垢層，對(duì)設(shè)備損傷小；分散與阻垢：連續(xù)投加阻垢劑（如有機(jī)膦酸鹽、聚丙烯酸類(lèi)），通過(guò)螯合、分散作用抑制垢晶生長(zhǎng)，延長(zhǎng)結(jié)垢周期。2.物理清洗技術(shù)超聲波除垢：在換熱管內(nèi)或殼程布置超聲波換能器，利用空化效應(yīng)破碎垢層，適用于薄垢、軟垢的在線處理；電場(chǎng)處理：通過(guò)高頻或脈沖電場(chǎng)改變離子結(jié)晶形態(tài)，使其形成松散絮體隨流體排出，無(wú)需添加化學(xué)藥劑；自動(dòng)排污與反沖洗：在系統(tǒng)低點(diǎn)設(shè)置排污口，定期（如每班1次）排放沉積雜質(zhì)；采用反沖洗過(guò)濾器，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)反向沖洗濾芯，清除截留的顆粒。（三）停機(jī)檢修期處理1.化學(xué)清洗工藝酸洗：針對(duì)碳酸鹽、鐵銹垢，配制10%~15%鹽酸+緩蝕劑+表面活性劑的清洗液，循環(huán)浸泡（溫度控制在40~60℃），清洗后用純堿中和，再用清水沖洗；堿洗：對(duì)于油脂、有機(jī)物垢，采用5%~8%氫氧化鈉溶液+乳化劑，加熱至60~80℃循環(huán)清洗，去除油污后用酸洗殘留垢層；鈍化處理：清洗后對(duì)金屬表面進(jìn)行鈍化（如亞硝酸鈉溶液浸泡），形成保護(hù)膜，延緩腐蝕結(jié)垢。2.機(jī)械清洗技術(shù)高壓水射流：采用20~50MPa高壓水槍?zhuān)ㄅ湫D(zhuǎn)噴頭），沿?fù)Q熱管內(nèi)壁或殼程管束間沖洗，適用于厚垢、硬垢（如硅酸鹽垢）；機(jī)械刮削：對(duì)于套管式、列管式換熱器，使用專(zhuān)用刮刀沿管內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)刮除垢層，需注意避免劃傷管壁；干冰/噴砂清洗：利用干冰顆?；蚴⑸暗臎_擊力剝離垢層，適用于大型換熱器殼程或難以拆卸的部位，但需做好防塵與設(shè)備保護(hù)。3.局部更換與修復(fù)對(duì)于嚴(yán)重腐蝕、穿孔的換熱管，采用堵管（臨時(shí)）或更換管段（永久）的方式修復(fù)；若管板、殼體結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重，可局部補(bǔ)焊或更換部件，恢復(fù)設(shè)備性能。四、工程案例分析某石化企業(yè)常壓塔頂換熱器因循環(huán)水硬度高、微生物滋生，運(yùn)行半年后換熱效率下降30%，管程壓差上升至設(shè)計(jì)值的1.5倍。處理方案如下：1.預(yù)防優(yōu)化：對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)增設(shè)反滲透軟化裝置（產(chǎn)水硬度<50mg/L），投加氧化性殺菌劑（次氯酸鈉，余氯0.5~1.0mg/L）；調(diào)整管程流速至2.2m/s，殼程流速1.0m/s。2.在線處理：連續(xù)投加有機(jī)膦酸阻垢劑（投加量3~5mg/L），并聯(lián)用超聲波除垢裝置（頻率25kHz，功率5kW），運(yùn)行2周后壓差降至設(shè)計(jì)值的1.1倍，傳熱效率恢復(fù)85%。3.停機(jī)檢修：采用10%鹽酸+緩蝕劑循環(huán)清洗8h，后用清水沖洗、鈍化。清洗后檢測(cè)，換熱管內(nèi)壁垢層殘留<0.1mm，設(shè)備恢復(fù)設(shè)計(jì)換熱效率，后續(xù)運(yùn)行周期延長(zhǎng)至1.5年。五、結(jié)論換熱設(shè)備結(jié)垢處理需貫徹“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則：通過(guò)水質(zhì)預(yù)處理、參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備升級(jí)從源頭減少結(jié)