FEATURES OF SCALE FORMATION IN HEAT EXCHANGER TUBES

Vyacheslav A. Tatarintsev


Abstract


The paper focuses on the regularities of the process of scale formation and its influence on the efficiency of heat exchanger operation. Typically, the design of heat exchangers incorporates a constant surface reserve factor, in order to take into account the process of scale deposition. This leads to unreasonable increase in the consumption of non-ferrous metal. It is thus advisable that the regularities of the influence on the heat transfer of the thermal resistance of the scale layer as it increases over time be determined. Substantiated quantitative recommendations will enable excessive fuel consumption to be reduced and the efficiency of turbine units to be enhanced. The relevance of this study is the practical necessity of resolving these problems. The paper analyzes and identifies those factors which influence the formation of inorganic deposits in the tubes of turbine condensers. There is a certain inconsistency in the conclusions about the effect of heat load, water velocity and temperature, channel geometry and salt concentration in the coolant on scale deposition. This makes it difficult to predict a decrease in heat transfer during operation. This work establishes a dependency in calculating the intensity of scale formation in pipes with a change in the speed, temperature, hardness of heat carriers over a long period of time. It has been experimentally established that the decrease in thermal efficiency slows down due to a decrease in the intensity of scale formation, in the range of tested thermal loads with an increase


Keywords


heat exchangers; steam turbine condensers; smooth and profiled tubes; scale formation; scale formation intensity

References


Лаптев А.Г., Николаев Н.А., Башаров М.М. Методы интенсификации и моделирования тепломассо-обменных процессов: учеб.-справ. пособие. М.: Теплотехник, 2011. 335 с.

Лаптева Е.А., Фарахов Т.М. Математические модели и расчет теплообменных характеристик аппа-ратов / под. ред. А.Г. Лаптева. Казань: Отечество, 2013. 182 с.

Телин Н.В. Кинетика накипеобразования на поверхности теплообмена // Вестник Череповецкого государственного университета. 2015. № 8. С. 35–37.

Тарасенко Н.В., Гунько И.В., Родионова Т.В. Влияние отложений накипи на надежность и эффек-тивность работы теплообменного оборудования // Сборник статей IX Международной научно-практической конференции «Наука и инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достиже-ния». БГТУ, 2018. С. 24–26.

Готовский В.А., Пермяков К.В., Курмелев Г.А. Повышение эффективности теплообменных аппара-тов при применении олуненных теплообменных труб // Новости теплоснабжения. 2012. № 08 (144).

С. 19–27.

Глухарев А.С. Повышение эффективности теплообменных аппаратов за счет оребрения внут-ритрубного пространства // Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. № 1. Эл. No. ФС77-51038.

Дахин С.В., Гунин А.Л. Экспериментальное исследование влияния оребрения на изменение темпе-ратуры стенки теплообменной поверхности // Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции: электронный сборник. КГТУ, 2018. С. 119.1–119.5.

Зимняков А.М., Наумов Р.В. Анализ химических отложений теплового оборудования и способы их очистки // Известия Пензенского государственного педагогического университета имени В.Г. Белинского. Естественные науки. 2010. № 17. С. 104–108.

Фесак Д.В., Литвиненко А.А. Проблема засорения трубопроводов теплообменника и методы её ре-шения. 2012. № 4. URL: https://web.snauka.ru/issues/2012/04/11077 (дата обращения: 21.10.2021).

Гунько И.В., Тарасенко Н.В., Никулин Н.Ю. Факторы, влияющие на скорость образования накипи // Сборник статей Международной научно-технической конференции молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шу-хова. БГТУ. 2015. С. 1040–1044.

Галковский В.А., Чупова М.В. Анализ снижения коэффициента теплопередачи теплообменных ап-паратов вследствие загрязнения поверхности // Интернет-журнал «Науковедение». 2017. Т. 9, № 2. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/41TVN217.pdf (дата обращения: 27.05.2021).

Леонтьев А.И., Олимпиев В.В. Анализ эффективности пристенных закручивателей потока (обзор) // Теплоэнергетика. 2013. № 1. С. 68–78. DOI: 10.1134/S0040363612070107

Бродов Ю.М., Рябчиков А.Ю., Аронсон К.Э. Исследование ряда методов интенсификации теплооб-мена в энергетических теплообменных аппаратах // Труды РНКТ-3. Т. 6. Интенсификация теплообмена. М.: МЭИ, 2002. С. 49.

Повышение эффективности теплообменных аппаратов паротурбинных установок за счет приме-нения профильных витых трубок / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков и др. // Проблемы энергети-ки. 2016. № 7–8. С. 3–13.

Давидзон М.И. Образование накипи внутри трубок теплообменных устройств в условиях постоян-ной температуры стенки // Теплоэнергетика. МЭИ, 2007. № 9. С. 61–64.

Бабкин В.А. Теплообмен при турбулентном течении несжимаемой жидкости в шероховатой трубе с постоянной температурой стенки // Инженерно-физический журнал. 2007. Т. 80, № 5. С. 89–96.

Watkinson A.P., Martinez O. Scailing of Heat Exchanger Tubes by Calcium Carbonate // Trans. of

the ASME. 1975. No. 11. P. 504–507.

Дрейцер Г.А., Гомон В.И., Аронов И.З. Сравнительные исследования величины отложений в труб-ках с кольцевыми турбулизаторами и в гладких трубах кожухотрубчатых теплообменных аппаратов // Промышленная теплотехника.

Т. 3, № 6. С. 36–42.

Татаринцев В.А. Повышение эффективности работы теплообменных аппаратов с внутритрубными отложениями // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2021. Т. 21, № 3. С. 5–13. DOI: 10.14529/ pow-er210301

Kern D.Q., Seaton R.E. A theoretical analysis of thermal surface fouling // British Chemical Engineering. 1959. Vol. 4, no. 5. P. 258–262.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power220111

Refbacks

  • There are currently no refbacks.