مبدل های حرارتی ممکن است به دلیل عوامل مختلفی آلوده شده و دچار گرفتگی شوند. در این مقاله به بررسی دلایل آلوده شدن،روش های تمیزکاری و لزوم آن پرداخته می شود.
علت الودگی مبدل ها:
- پوسته پوسته شدن: پوسته پوسته شدن زمانی اتفاق می افتد که مواد معدنی مانند کلسیم، منیزیم یا آهن از آب یا سیالی که داخل مبدل حرارتی جریان دارد، رسوب کند. این مواد معدنی باعث تشکیل رسوبات بر روی سطوح مبدل حرارتی می شوند و راندمان انتقال حرارت مبدل را کاهش می دهند. جرم گیری باید در سیستم هایی که از آب سخت یا مایعات با محتوای مواد معدنی بالا استفاده می کنند لازم است.
- خوردگی: خوردگی می تواند منجر به تشکیل رسوبات روی سطوح مبدل حرارتی شود. مواد خورنده در سیال یا آب می توانند با سطوح فلزی مبدل حرارتی واکنش دهند و در نتیجه رسوب، زنگ زدگی یا سایر محصولات ناشی از خوردگی ایجاد شوند. این رسوبات مانع از انتقال حرارت شده و در طول زمان باعث اسیب به مبدل حرارتی می شوند.
- رشد بیولوژیکی: در محیط های خاص، مانند برج های خنک کننده یا سیستم هایی که از آب تصفیه نشده استفاده می کنند، رشد بیولوژیکی می تواند رخ دهد. جلبک‌ها، باکتری‌ها، قارچ‌ها یا سایر میکروارگانیسم‌ها می‌توانند سطوح مبدل حرارتی را در بر گرفته و لایه های نازک بیولوژیکی (بیوفیلم‌ها )یا لجن‌ها را تشکیل دهند. این رسوبات بیولوژیکی نه تنها مانع انتقال حرارت می شوند بلکه باعث خوردگی و کثیف شدن مبدل حرارتی نیز می شوند.
- گرد و غبار و ذرات: در محیط های صنعتی گرد و غبار، خاک یا ذرات معلق در هوا روی سطوح مبدل های حرارتی جمع می شوند. این آلاینده ها باعث تشکیل یک لایه عایق شده و بازده انتقال حرارت مبدل را کاهش دهند.
- رسوب مربوط به فرآیند: در برخی از فرآیندهای صنعتی، سیالات که در فرایند ها فعال هستند می توانند حاوی موادی باشند که باعث رسوب می شوند. برای مثال، در پالایشگاه‌های نفت، مبدل‌های حرارتی می‌توانند توسط بقایای هیدروکربنی، موم‌ها یا سایر محصولات جانبی مرتبط با فرآیند آلوده شوند.
- آلودگی هوا: مبدل های حرارتی واقع در مناطق شهری یا صنعتی ممکن است در معرض آلودگی هوا مانند دوده، انتشارات صنعتی یا آلاینده های حاصل از فرآیندهای احتراق قرار گیرند. این آلاینده‌های موجود در هوا می‌توانند روی سطوح مبدل حرارتی بنشینند و باعث تشکیل رسوب شوند.
میزان و ماهیت رسوب به عواملی مانند نوع مبدل حرارتی(مبدل حرارتی روغن، مبدل حرارتی آب و روغن، مبدل حرارتی هوا خنک و …)، سیال در حال پردازش، کیفیت سیال یا آب و شرایط عملیاتی بستگی دارد. تمیز کردن و نگهداری منظم برای جلوگیری از رسوب بیش از حد و حفظ عملکرد بهینه مبدل حرارتی ضروری است.
لزوم تمیزکاری:
تمییز کردن مبدل باعث از بین رفتن رسوبات و افزایش قابلیت‌های انتقال حرارت مبدل خواهد شد که منجر به بهبود راندمان و عملکرد می‌شود.
صرفه جویی در انرژی: هنگامی که مبدل حرارتی آلوده یا کثیف است، برای رسیدن به انتقال حرارت مورد نظر به انرژی بیشتری نیاز دارد. با تمیز کردن مبدل حرارتی، می توانید مصرف انرژی مرتبط با فرآیندهای گرمایش یا سرمایش را کاهش دهید و در نتیجه باعث صرفه جویی در هزینه و کاهش اثرات زیست محیطی می شود.
جلوگیری از آسیب به تجهیزات: رسوب باعث آسیب به مبدل حرارتی می شود. به عنوان مثال، تجمع رسوب می تواند منجر به خوردگی، فرسایش یا انسداد در لوله ها شود. تمیز کردن مبدل حرارتی به جلوگیری از این مشکلات کمک می کند و طول عمر تجهیزات را افزایش می دهد.
حفظ عملکرد سیستم: مبدل های حرارتی نقش مهمی در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری از جمله سیستم های HVAC، نیروگاه ها، پالایشگاه ها و فرآیندهای تولید ایفا می کنند. تمیز کردن منظم به حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان این سیستم ها کمک می کند و از خرابی و تعمیرات پرهزینه جلوگیری می کند.
بهداشت و ایمنی: در برخی از کاربردها، مانند صنایع غذایی یا صنایع دارویی، تمیز نگه داشتن مبدل حرارتی به دلایل بهداشتی و ایمنی ضروری است. حذف آلاینده ها، باکتری ها یا بیوفیلم ها از سطوح مبدل حرارتی به تضمین کیفیت و ایمنی محصولات در حال پردازش یا تولید کمک می کند.
روش های تمیزکاری:
تمیز کردن مبدل حرارتی یک وظیفه تعمیر و نگهداری مهم برای اطمینان از عملکرد و کارایی بهینه آن است. روش های مختلفی برای تمیز کردن مبدل حرارتی وجود دارد که بستگی به نوع آن و میزان کثیفی یا رسوب موجود دارد. در اینجا چند روش رایج وجود دارد:
- تمیز کردن مکانیکی: این روش شامل حذف فیزیکی خاک، رسوب یا سایر الاینده ها از سطوح مبدل حرارتی است. این کار را می توان با استفاده از برس، خراش یا جت آب پرفشار انجام داد. تمیز کردن مکانیکی برای مبدل های حرارتی با ساختار مستحکم مناسب است.
- تمیز کردن شیمیایی: تمیز کردن شیمیایی شامل استفاده از مواد تمیز کننده یا حلال های تخصصی برای حل یا از بین بردن رسوبات از سطوح مبدل حرارتی است. مواد شیمیایی مورد استفاده و روش تمیز کردن به نوع رسوب بستگی دارد.
- تمیز کردن اسید: تمیز کردن اسیدی زیرمجموعه ای از تمیز کردن شیمیایی است و به طور معمول برای حذف رسوبات مواد معدنی استفاده می شود. اسیدهای رایج شامل اسید هیدروکلریک، اسید سولفوریک یا اسید سیتریک هستند. با توجه به نوع فلز مورد استفاده در مبدل حرارتی و غلظت ،مدت قرار گرفتن در معرض اسید باید محاسبه شود.
- تمیز کردن با بخار: تمیز کردن با بخار استفاده از بخار فشار بالا برای حذف آلودگی و رسوبات از مبدل حرارتی است. دمای بالای بخار و انرژی جنبشی بالای آن باعث جدا شدن و تخلیه رسوب می شود. تمیز کردن با بخار برای از بین بردن رسوبات روغنی موثر است که معمولاً در صنایعی مانند تولید برق، خنک کن روغن دستگاه تزریق پلاستیک، مبدل حرارتی روغن و … استفاده می شود.
- دمیدن هوا: دمیدن هوا برای مبدل های حرارتی با رسوب ضعیف یا سبک، مانند گرد و غبار یا خاکستر مناسب است. هوای فشرده به داخل مبدل حرارتی دمیده می شود تا آلاینده ها را از سطوح مبدل جدا و خارج کند. در بیشتر موارد از آب نیز برای شستشوی کامل و حذف ذرات باقیمانده استفاده می شود.
- تمیز کردن اولتراسونیک: تمیز کردن اولتراسونیک روشی است که از امواج صوتی برای تولید حباب های میکروسکوپی در محلول تمیز کننده استفاده می کند. این حباب ها در نزدیکی سطح مبدل حرارتی ترکیده و رسوبات را به طور موثر از بین می برند. تمیز کردن اولتراسونیک به ویژه برای طرح های مبدل حرارتی ظریف یا پیچیده مفید است.
- جت آب: جت آب فشار بالا شامل استفاده از جریان متمرکز آب با فشار بالا برای حذف رسوبات است. این روش برای از بین بردن رسوبات سرسخت موثر است، اما احتمال اسیب رساندن به سطوح مبدل حرارتی وجود دارد.
قبل از انجام هر روش تمیز کردن، مهم است که دستورالعمل ها و توصیه های سازنده مبدل حرارتی در نظر گرفته شود . علاوه بر این، اقدامات احتیاطی مناسبی مانند پوشیدن لباس محافظ و اطمینان از تهویه مناسب هنگام استفاده از مواد شیمیایی یا انجام تمیز کردن با فشار بالا باید رعایت شود.
