桨式搅拌罐夹套结垢后升温与降温一起变慢的原因
桨式搅拌罐夹套结垢后,蒸汽和冷却水流量都正常,但升温和降温同时变慢。只有升温变慢,问题在蒸汽侧,而不在垢层。

桨式搅拌罐夹套结垢以后,升温和降温都会变慢。垢层贴在传热面上,热量无论从蒸汽传向物料,还是从物料传向冷却水,都要多过一层热阻。只在一个方向变慢时,原因多半在该方向的蒸汽或冷却水,而不是这层两边共用的垢。把冷却变慢误当成蒸汽压力低,会去调蒸汽,降温却仍然慢。应先看两个方向是不是一起变慢。
垢层让两个方向共用一道热阻
桨式搅拌罐夹套内壁或罐外壁结上一层水垢、油膜或物料后,导热热阻增大,总传热系数下降。加热时,同样的蒸汽压力下,单位时间传入的热量减少,升到设定温度的时间变长。冷却时,同样的冷却水流量下,单位时间带走的热量也减少,降温时间同样变长。两个方向共用这一层垢,所以快慢会一起变。
桨式搅拌罐结垢后,夹套蒸汽侧的冷凝仍然发生,但罐内物料温度贴着垢层上升得慢。测得的物料温度与蒸汽饱和温度差距变大,热量卡在垢层上。冷却时,冷却水出口温度升高不多,因为水没有接到那么多热,进出口温差变小。加热温差变大、冷却水温升变小,都指向通过壁面的热量下降。
桨式搅拌罐垢层越厚,升温曲线和降温曲线的时间常数一起变大。同一批物料、同一搅拌转速下,加热段和冷却段都拉长,比例大致一起变化。只清洗夹套或罐壁以后,两段时间同时缩短,即可确认是这层热阻。若清洗以后只有加热恢复、冷却仍慢,则冷却侧还有单独的问题,例如冷却水阀或水路堵塞。
桨式搅拌罐搅拌减弱也会让罐内给热变差,升温和降温都变慢,看起来像结垢。分开点在于搅拌电流。结垢时电流仍正常,壁面热阻大。搅拌转速掉下去时,电流下降,壁面未必有垢,清垢也不会恢复。应在相同电流下比较升降温时间。电流正常而两段都慢,再去看壁面。电流偏低而两段都慢,先恢复搅拌,不要先酸洗夹套。
只有一个方向变慢时不在垢层
桨式搅拌罐蒸汽压力不足、疏水不畅或蒸汽阀开不到位时,升温变慢,降温可以仍然正常。冷却水走的是另一路,并不经过蒸汽阀和疏水阀。升温曲线拉长,降温曲线保持原来的斜率。这和结垢把两边一起拉长不同。检查蒸汽压力和疏水器是否积水,就能解释单向变慢。
桨式搅拌罐冷却水流量不足、水路结垢只堵在水管里、或冷却阀故障时,降温变慢,升温仍正常。蒸汽侧传热面是干净的,加热时间不变。冷却水进出口温差会因为流量低而异常。流量正常但夹套水侧被隔开时,出口温升很小。只有降温慢,就去查冷却水路,而不是按整层夹套垢去清洗蒸汽侧。
桨式搅拌罐若蒸汽侧和冷却水侧各自堵塞,也会表现为升降温都慢,和垢层相似。分开的办法是看清洗壁面以后是否同时恢复,以及蒸汽压力、冷却水流量在故障时是否已经偏离。两边介质的压力和流量都正常,只有传热温差异常,才是壁面垢。某一侧流量已经明显偏低,即使壁上有薄垢,主因仍是那一侧的流通。
桨式搅拌罐物料黏度升高,罐内给热下降,同样会让升降温一起变慢。它和垢层的差别是随物料批次变化,换回低黏度物料就恢复,壁面并不需要清洗。垢层则换物料也不恢复,必须清壁。记录不同批次的黏度和升降温时间,能把物料侧边界层和壁面垢分开。黏度正常的一批仍然两段都慢,才值得停罐清夹套。
桨式搅拌罐比较时,加热和冷却要用同一装料量和同一转速。装料量加大,热容量增加,两段时间都会变长,但单位热容量的速率未必下降。结垢改变的是传热系数,不是装料量。把时间除以装料量后再比,可以避免把多装的一批当成结垢。流量、蒸汽压力、转速都对齐以后,两边仍然慢,壁面热阻就成立。只对齐了加热没有对齐冷却,结论会偏到蒸汽上。
桨式搅拌罐夹套结垢时,蒸汽和冷却水的流量、压力都正常,升温与降温一起变慢,传热温差显示热量过壁困难。只有升温变慢、降温正常,是蒸汽或疏水的问题。只有降温变慢、升温正常,是冷却水侧的问题。搅拌电流下降或物料变黏,也会让两边变慢,但它们随电流和物料改变,清洗壁面并不能恢复。两边一起慢且介质流量正常,才是垢层。