污水侧流道特点

疏导式换热器不仅很好的解决了悬浮物堵塞和滞留问题,而且在污水侧的流道结构方面还具有如下特征,显著增大了传热系数,减小了污垢,提高了综合传热性能[4,5]。

(1)采用了近似的纯逆流换热方式。两侧水流呈逆流换热,或纯逆流,或近似纯逆流,且避免了结构上的流动死区,换热效率从两侧水流的流动方式方面得到了提高。

(2)两侧水流往复折流。污水侧管程数在20以上,污水在设备的两端呈180°往复回转折流,其湍流强度大幅度增加,一方面增大了污水侧对流换热系数,另一方面使得污水中的杂质不易在换热面贴附。

(3)污水侧短管换热。为保证悬浮物的顺利流通,污水侧流道进行了适当扩大,在水流往复折流条件下,污水侧始终处于短管换热状态,显著提高了污水侧对流换热系数。

(4)污垢沉积面小。污水侧流道的换热面75%以上处于非水平方向,污垢沉积面小,整个换热设备的污垢系数明显较小,污水换热器运行传热系数增大。

(5)适当的设计流速。为提高污水侧对流换热系数,消减污垢的增长厚度,以及控制换热设备的流动水阻,污水侧流速设计在1m/s左右,该流速大于悬浮物和杂质的冲泄流速,小于最大水阻对应的流速[6～8]。

另外,由于污水及地表水中的杂质会在换热表面贴附和沉积,因此采取换热表面强化措施起不到强化换热作用,换热面均为“光滑”表面。当采用板式换热器时板面波纹状在短时间内即被污垢覆盖[9]。

如图2-1所示,图中为原生污水运行15天后换热表面的污垢状况,传热系数的衰减非常明显。图2-2所示为已处理污水运行1天后的换热表面污垢状况,换热表面已被污染。显然,随着运行时间的增加,污垢还将进一步增长到一定的厚度,因此初始设计得很高的传热系数将面临大幅度下降。

图2-1　原生污水运行15天后的污垢状况

图2-2　已处理污水运行1天后的污垢状况

当然,如果所设计的强化换热表面具有明显的抗污垢性,换热器的传热系数将会得到提升。目前的设计还是基于光滑表面,从污水侧的流道结构、流动方式及流动参数等方面来提高污水换热器的综合传热性能。