换热设备“失流”后果剖析

当换热设备内的蒸汽压力与疏水装置后的背压之间缺少正压差而引起设备内部积水，这种现象称作失流，也叫滞流。失流往往发生于蒸汽入口处装有自动温控阀的换热设备上。

失流问题对换热设备危害的严重性，并未引起蒸汽用户的足够重视。那么失流的后果到底有多严重？

换热设备腐蚀加剧 不当的水处理会使锅炉产生蒸汽时伴随着二氧化碳的产生，此外，如果锅炉补水不能完全除氧，锅炉输出的蒸汽中也会含有氧气，这两种气体随着蒸汽进入换热设备。当换热设备因失流而内部积水时,积聚的冷凝水温度比蒸汽温度低，氧气和二氧化碳更容易溶解其中。二氧化碳溶解在水中形成碳酸，造成腐蚀；氧气溶解于冷凝水中危害更大，易引起换热设备金属表面坑蚀，而且氧气的溶解量随冷凝水温度降低而增大，因此积水过多时氧腐蚀就更严重。

换热设备内发生水锤 在换热设备内部，当蒸汽接触到积聚的冷凝水时，会有汽泡产生，尤其当冷凝水温度比蒸汽温度低20℃~30℃时汽泡数量会更大。在蒸汽达到冷凝点时，这些汽泡破灭，其体积瞬时缩小几百到上千倍，瞬间形成真空区，冷凝水会被高速吸到这个真空的空间，这样就发生了水锤。

空气加热器冻裂 对于空气加热器，失流会引起加热盘管下半部分内部积水。在冬天，通过盘管的冷空气温度降为0℃甚至更低时，盘管内的积水就会结冰，容易造成加热盘管的破裂，这种现象在我国的北方地区较为常见。

调节阀磨损加剧 发生失流时，换热设备因内部积水而有效换热面积减小，换热量减少，被加热物料出口温度降低，驱使自动温度调节阀开度增加。这时，更多的蒸汽进入换热设备使其内部蒸汽压力升高，疏水阀前后足够大的压差推动冷凝水排出后换热器有效换热面积增大，当物料出口温度过高时自动温度调节阀又会过度关小。接着，换热设备因内部蒸汽压力过低再次发生失流，自动温度调节阀又一次增大开度。调节阀如此循环往复的振荡会加剧其磨损程度。

安全隐患增加 如上所述，换热设备失流时腐蚀加剧，还有水锤发生，容易造成设备破裂而引发安全事故，尤其那些运行多年的设备安全隐患更大。而调节阀的过度磨损会造成阀门内漏，过量的蒸汽会使被加热物料温度过高而引发安全事故。2016年山东齐鲁制药蒸馏罐爆炸和2017年安徽铜陵恒兴化工溶剂罐爆炸都是蒸汽阀门内漏导致罐内温度过高引发的重大安全事故。

产品质量降低 换热设备失流会引起自动温度调节阀发生振荡和控制温度的大幅波动，而工艺温度的不稳定会影响产品质量或工艺效果。此外，换热设备内部积水必将使得换热面上下部分产生较大温度差，导致换热器内上下两部分被加热物料也产生较大温差而影响产品质量。对于空气加热器，加热盘管因失流问题积水时，其出口空气出现上下温度分层现象，影响物料烘干效果。

蒸汽耗量增加 换热设备失流时控制温度波动大，为满足工艺温度要求，实际生产中控制温度往往在高位波动。比如，空气温度130℃即可满足工艺要求，由于调节阀振荡和温度波动较大，加热器出口空气实际温度却在130℃~150℃范围波动，这样就造成近20%的蒸汽浪费。另外，在实际生产过程中，当失流问题影响生产时，操作人员习惯于选择设备出口长期直排的方式应对，这样会造成更大的蒸汽浪费。