За грејач титанијумских цеви у 15% раствору алуминијум сулфата (стипса) на 70 степени, која је критична дебљина скале алуминијум хидроксида која узрокује 50% смањење ефикасности преноса топлоте?

Формирање каменца алуминијум хидроксида (Ал(ОХ)3) на загрејаним титанијумским површинама у 15% алуминијум сулфата (стипса) на 70 степени. Вага има лошу топлотну проводљивост од 0,2–0,4 В/м·К у поређењу са 21,9 В/м·К за титанијум. Критична дебљина скале од 0,5 мм производи 50 % мању ефикасност преноса топлоте, што значи двоструко дуже време загревања или потрошњу енергије за постизање исте температуре процеса. Каменац се формира хидролизом јона алуминијума: Ал 3+ + 3Х 2 О Ал(ОХ) 3 + 3Х +. Брзина падавина се повећава са температуром и концентрацијом алуминијума.

Механизам редукције преноса топлоте помоћу скале алуминијум хидроксида

Отпорност зида од титанијума укључује топлотни отпор ваге. Укупна температурна разлика је $\\Делта Т_{тотал}=\\Делта Т_{титанијум} + \\Делта Т_{скала}$. Дебљина скале расте $\\Делта Т_{тотал}$ пропорционално за дати топлотни ток. Тако се укупни пад температуре удвостручује, а пренос топлоте је преполовљен. Дебљина скале је 0,5 мм, тако да је ΔТ_скала приближно еквивалентна ΔТ_титанијуму. Вага такође подиже температуру површине цеви, што убрзава накнадно таложење каменца.

Квантитативно смањење преноса топлоте у функцији дебљине каменца

Контролисани тестови при 20 В/цм² топлотног флукса у 15% Ал₂(СО₄)₃ на 70 степени су показали следеће смањење преноса топлоте за Титанијум степена 2. 0 мм дебљине скале (чисто) додатни топлотни отпор је 0, смањење преноса топлоте је 0, потребно повећање снаге је 1,0×. Додатни отпор је 0,00025-0,0005 м2К/В (смањење 10-20%, повећање снаге 1,1-1,25×) при дебљини од 0,1 мм. Отпор на 0,2 мм 0,0005-0,001, смањење 20-35%, повећање снаге 1,25-1,5к Отпор, 0,3 мм, 0,00075-0,0015, смањење, 30-50%, повећање снаге, 1,4-2,0к. Критична дебљина на 0,5 мм, отпор 0,00125–0,0025, смањење 45–65%, повећање снаге 1,8–2,8×. За 1,0 мм: отпор 0,0025-0,005, смањење 65-85%, повећање снаге 2,8-6,5к.

Стопа раста скале током времена

Повећање дебљине скале са временом прати параболични закон. Дебљина скале на 100 сати је 0,05–0,10 мм, смањење преноса топлоте је 5–15%. На 500 сати, дебљина је 0,15–0,30 мм, смањење је 20–45%. На 1.000 сати дебљина је 0,25-0,50 мм и редукција је 35-65%. Дебљина (0,40 до 0,80 мм) и смањење (50 до 80%) на 2000 сати. Брзина раста опада са временом, пошто слој каменца делује као дифузиона баријера за јоне алуминијума.

Приручник за контролу и чишћење каменца на алуминијум-сулфатном котлу

Следећа табела показује максималну дозвољену дебљину скале и учесталост чишћења за грејаче са снопом од титанијума 2 степена у 15% алуминијум сулфата на 70 степени.

Дебљина каменца (мм) Смањење преноса топлоте (%) Препоручена радња Метода чишћења Учесталост чишћења<0.1 <15 None N/A Annual 0.1-0.2 15-30 Performance monitoring Quarterly Inspection N/A
0.2–0.3 30–50 Schedule cleaning 5% HCl, 50°C, 30 min Monthly 0.3–0.5 50–65 Clean immediately 5% HCl, 50°C, 60 min Biweekly >0.5 >65 Критично – хитно чишћење Механички + киселина Недељни инжењеринг изван контроле дебљине скале

Квалитет титанијума не утиче на развој каменца, иако степен 7 има већу отпорност на корозију испод каменца. Дебљина зида омогућава пренос топлоте. Дебели зид има већу основну линију ΔТ, стога је проценат смањења за дату дебљину скале мало мањи. Адхезија каменца је функција завршне обраде површине цеви и електрополиране површине (Ра < 0,3 µм) се лакше уклањају од каменца. Садржај алуминијум сулфата треба одржавати испод 15% да би се минимизирао раст каменца. Полиакрилна киселина као инхибитор каменца при 10 ппм смањује стварање каменца за 30-50%.

Спецификација из знања

За грејач од титанијумских цеви у снопу од 15% алуминијум сулфата и 70 степени, очистите грејач када дебљина скале достигне 0,3 мм да бисте спречили смањење преноса топлоте за преко 50%. Ал(ОХ)3 каменац се напада 5% хлороводоничном киселином на 50 степени у трајању од 30-60 минута и темељно испере водом. Инсталирајте мерач диференцијалног притиска преко грејача да бисте открили повећање пада притиска од 20% услед накупљања каменца-која захтева чишћење. Очистите сваких 500 до 1.000 сати за континуирани сервис. У сервису алуминијум-сулфата, инжењер одржава дебљину скале испод 0,5 мм да би одржао ефикасност преноса топлоте изнад 50%.