螺旋板式换热器运行中压降异常增大是什么原因？是堵塞还是结垢？

螺旋板式换热器凭借其结构紧凑、传热效率高、适应性强等优势，广泛应用于化工、石油、冶金、食品等诸多工业领域。在实际运行过程中，压降作为反映设备运行状态的关键参数，其稳定性直接影响换热器的换热效果、能耗水平及运行安全性。当出现压降异常增大的情况时，不仅会导致系统能耗飙升，还可能引发设备局部过热、介质流通不畅等问题，严重时甚至会迫使生产中断。在诸多可能导致压降增大的因素中，堵塞与结垢是较为常见的两类原因，但二者的形成机制、表现特征及应对方式存在显著差异。同时，除了这两类核心因素外，还有其他多种潜在诱因也可能导致压降异常。本文将深入剖析螺旋板式换热器运行中压降异常增大的原因，重点辨析堵塞与结垢的区别，并梳理其他相关影响因素，为设备的故障诊断与高效运维提供参考。

一、核心疑问：堵塞与结垢的核心差异辨析

堵塞与结垢均会导致换热器流道截面积减小，进而引起压降增大，但二者的本质的不同——堵塞是外来杂质在流道内的物理堆积，结垢则是介质中溶解或悬浮组分在换热表面的化学/物理析出沉积。明确二者的差异，是精准诊断故障的关键。

（一）堵塞：外来杂质的物理堆积

堵塞是指换热器所处理介质中携带的固体颗粒、悬浮物、纤维状物等外来杂质，在螺旋流道的入口、弯道、狭窄区域等部位发生堆积，导致流道有效流通截面积急剧减小，介质流通阻力大幅增加，表现为压降异常升高。

1.  常见堵塞诱因：其一，介质预处理不达标。若前端过滤设备失效、过滤精度不足，或未及时清理过滤装置，会导致大量固体杂质（如原料中的泥沙、催化剂颗粒、物料分解产物、管道腐蚀产物等）进入换热器流道；其二，系统管道清洁不彻底。设备投运前，管道内残留的焊渣、铁锈、杂物等未被完全清除，运行过程中随介质流动进入换热器并堆积；其三，介质性质突变。如物料反应工况异常产生大量固体副产物，或低温介质中析出的晶体（如某些盐类）未及时排出，形成堵塞物。

2.  堵塞导致压降变化的特征：堵塞引发的压降增大通常表现为突发性、快速性。当大量杂质瞬间进入或在流道内快速堆积时，压降会在短时间内（几小时至几天）出现显著跃升，甚至可能导致流道完全堵塞，介质流通中断。此外，堵塞位置多集中在流道入口段或流通截面突变处，若拆卸检查，可在相应部位发现明显的杂质堆积层。

（二）结垢：介质组分的化学/物理析出沉积

结垢是指换热器运行过程中，介质中的溶解盐类（如碳酸钙、硫酸钙、硅酸盐等）、有机物、金属氧化物等组分，因温度变化、浓度升高、pH值波动等原因，在换热表面（螺旋板片内外侧）发生化学析出、物理吸附或结晶生长，形成一层致密的固体沉积层。与堵塞不同，结垢是一个缓慢的、渐进的过程。

1.  常见结垢诱因：其一，温度效应。换热过程中，高温侧介质温度升高，会降低溶解盐类的溶解度，促使其在加热表面析出结晶；其二，浓度效应。介质在流道内流动时，因蒸发、浓缩导致溶解组分浓度超过饱和浓度，引发结晶沉积；其三，化学反应。介质中的某些组分在一定温度、压力条件下发生化学反应，生成不溶性产物并沉积在板片表面；其四，流体流动状态。流道内局部流速过低，导致杂质颗粒易在表面沉降、吸附，加速结垢形成。

2.  结垢导致压降变化的特征：结垢引发的压降增大呈现渐进性、持续性。初期，结垢层较薄，对流通阻力影响较小，压降增长缓慢；随着运行时间延长，结垢层不断增厚，流道截面积逐渐减小，压降会持续上升。此外，结垢不仅会导致压降增大，还会因结垢层的导热系数极低，导致换热器传热效率显著下降，表现为出口介质温度不达标等伴随现象。拆卸检查时，可在板片表面发现均匀或不均匀的致密沉积层，难以轻易清除。

二、除堵塞与结垢外，压降异常增大的其他诱因

在实际运行中，除了堵塞与结垢外，以下因素也可能导致螺旋板式换热器压降异常增大，需全面排查：

（一）操作工况偏离设计值

螺旋板式换热器的压降与介质流速密切相关，流速越高，压降越大。若实际运行中，介质流量远超设计流量，或入口压力突然升高，会导致流道内流体流速急剧增大，进而引起压降显著上升。此外，介质温度、黏度等参数偏离设计值，也会因流体物理性质改变，导致流动阻力变化，引发压降异常。例如，低温工况下介质黏度增大，流动阻力增加，若流量保持不变，压降会相应升高。

（二）设备结构损坏或装配不当

1.  螺旋板片变形、损坏：长期运行中的振动、温度冲击，或介质的腐蚀性作用，可能导致螺旋板片发生变形、褶皱甚至破损。变形的板片会缩小流道截面积，破坏流体的正常流动状态，导致局部阻力增大，进而引起整体压降升高；若板片破损，可能导致冷热介质串流，除了影响换热效果外，还会因流体流动紊乱引发压降异常。

2.  密封件损坏或装配间隙不当：换热器的密封件（如垫片）若老化、破损，会导致介质泄漏，同时可能因泄漏引发局部流体涡流，增加流动阻力；若设备装配时，板片间距调整不当（小于设计值），或流道内存在装配残留的杂物（如螺栓、垫片碎片等），也会导致流道流通面积减小，阻力增大，压降升高。

（三）流体流动状态异常

1.  流道内出现气阻或汽蚀：当介质中含有易挥发组分，或在换热过程中因温度升高产生大量蒸汽时，若蒸汽无法及时排出，会在流道内形成气阻，占据部分流通截面积，导致介质流通不畅，压降增大；若入口压力过低，可能引发汽蚀现象，汽蚀产生的气泡会破坏流体的连续流动，同时导致局部压力波动，表现为压降异常波动并增大。

2.  流体分布不均：螺旋板式换热器的入口导流结构若设计不合理，或运行中因杂质堵塞导流通道，会导致介质进入流道后分布不均，部分区域流速过高、部分区域形成死区，死区的存在会间接减小有效流通面积，同时流速不均会引发局部涡流，增加整体流动阻力，导致压降升高。

（四）介质性质发生突变

除了导致堵塞和结垢的介质组分变化外，介质的其他性质突变也可能引发压降异常。例如，介质的黏度因物料配比变化、反应工况调整等原因突然增大，会导致流体流动阻力显著增加；介质中出现乳化、相变等现象，也会改变流体的流动特性，导致压降升高。此外，若介质中混入大量不溶性气体，会形成气液两相流，两相流的流动阻力远大于单相流，进而导致压降急剧增大。

三、压降异常增大的诊断与应对建议

当发现螺旋板式换热器压降异常增大时，可结合以下步骤进行诊断，并采取针对性的应对措施：

1.  梳理运行数据，初步判断趋势：首先查看压降变化曲线，若压降呈快速跃升趋势，优先排查堵塞；若呈缓慢持续上升趋势，且伴随传热效率下降，优先排查结垢；若压降波动较大，需考虑气阻、汽蚀或介质性质突变等因素。同时，对比实际操作工况与设计值，检查流量、压力、温度等参数是否存在异常偏离。

2.  进行简易排查，排除外部因素：检查前端过滤设备运行状态，查看是否存在过滤失效、杂质穿透等情况；检查系统阀门开度，确认是否因阀门调节不当导致流量、压力异常；检查介质取样分析结果，判断介质组分、黏度、固含率等是否发生突变。

3.  设备拆解检查，精准定位故障：若简易排查无法确定原因，需停机拆解换热器，直观检查流道内是否存在杂质堆积（堵塞）、板片表面是否有结垢层；检查板片是否存在变形、破损，密封件是否完好，流道内是否有装配残留杂物等。

4.  采取针对性应对措施：针对堵塞，可通过反向冲洗、化学清洗（针对可溶性杂质）或机械清理（针对顽固杂质）等方式清除堵塞物，同时优化前端预处理工艺，防止杂质再次进入；针对结垢，可采用化学除垢（如酸洗、碱洗，需根据结垢成分选择合适药剂）、物理除垢（如高压水射流清洗）等方式清除结垢层，同时优化运行工况，控制介质温度、浓度，添加阻垢剂等，延缓结垢生成；针对操作工况异常，需调整流量、压力、温度等参数至设计范围；针对设备结构损坏或装配不当，需修复或更换损坏部件，重新规范装配；针对气阻、汽蚀等问题，需优化排气装置，调整入口压力，确保流体稳定流动。

螺旋板式换热器运行中压降异常增大，既可能是堵塞或结垢这两类常见问题导致，也可能与操作工况偏离、设备结构损坏、流体流动状态异常或介质性质突变等因素相关。其中，堵塞与结垢的核心区别在于压降变化的趋势（突发性 vs 渐进性）及故障表现（杂质堆积 vs 致密沉积层+传热效率下降）。在实际运维过程中，需结合运行数据趋势、简易排查及设备拆解检查等多方面信息，精准定位故障原因，采取针对性的处理措施。同时，通过优化前端介质预处理工艺、严格控制操作工况、定期开展设备清洗与维护等预防性措施，可有效减少压降异常问题的发生，保障换热器长期高效、稳定运行，降低生产能耗与故障停机损失。