不凝气在腔体局部滞留,不会立刻触发真空报警,但会形成稳态的局部气团,持续改变该区域的分压、传热界面、液相平衡,连锁影响换热、结垢、气相组分和后端真空单元,这些效应大多是渐进累积的。
滞留区里不凝气持续挤占蒸汽分容积,蒸汽分压被压低,对应饱和温度下降,有效传热温差被持续压缩。换热面被气团覆盖的区域传热能力持续衰减,局部热流密度下降,而负荷会被迫转移到腔体其他未被气团覆盖的换热区域,造成其余换热面过载,边界层浓缩程度加剧,盐析、羟基磷灰石这类缓慢析出型垢的成核速率上升。气团和液相界面持续存在气液交换,也会持续维持你前面提到的微气泡贴壁气膜热阻,两者叠加,换热效率的劣化会比单纯结垢更飘忽,参数波动没有固定的线性趋势。
气相组分上,不凝气会富集轻组分挥发性有机物、游离二氧化碳、氨这类低沸点物质,在滞留区域形成局部高浓度。这些组分不会随主蒸汽流正常流向下一效或者冷凝单元,长期在局部循环,一方面会持续改变液相界面 pH,二氧化碳富集会压低界面 pH,氨富集则抬升界面 pH,扰动磷酸钙、硅酸盐这类对 pH 敏感垢种的溶解平衡,在气液交界的位置优先析出垢层;另一方面,轻组分有机物持续在该区域富集,不断在气液界面分层,间歇发生闪蒸、冷凝,反复在局部管壁、换热面形成有机覆膜,有机膜又会成为微晶附着基底,加速复合垢生成。
局部气相分压失衡还会带来局部沸点升的差异化变化。同一个蒸发腔体内,主流区和不凝气滞留区的蒸汽分压不一致,对应的饱和温度不一样,同一液相本体出现跨区域的温度差,液相在腔体内形成内部环流,一部分液体在滞留界面反复蒸发、冷凝,相当于在腔体内部形成无效内循环,这部分蒸发没有贡献到系统的有效产汽,会抬高单位产水能耗。同时气液界面反复扰动,雾沫夹带的概率上升,细小液滴更容易被包裹在不凝气团里来回打转,持续把盐分带入汽相管路,往后续效或者冷凝侧迁移。
对真空和抽气支路本身来说,不凝气没有被连续带走,抽气口只能间歇抽到这部分积气,抽气负荷波动很大,真空机组的抽吸工况不稳定。即便整机真空读数在设计区间,局部气团会在压力波动时间歇性释放,突然冲入真空管路,造成瞬时的真空扰动,进而扰动效间压差,间接改变各效蒸发负荷分配,和之前聊到的压差漂移带来的负荷偏移形成耦合。同时富集在滞留区的轻组分,间歇性进入冷凝罐,会加重冷凝罐上部有机相富集,提升反向闪蒸返回真空管线的风险。
还有腐蚀层面的长期影响。如果不凝气里携带二氧化碳、硫化氢、挥发性有机酸,在封闭滞留气团里,水汽持续在气腔内壁冷凝,形成冷凝薄液膜,腐蚀性组分在液膜里不断浓缩,浓度远高于主体液相。这种气相侧的薄液膜腐蚀属于局部腐蚀,优先发生在焊缝、换热管板、封头内侧、支撑构件这些位置,很多时候液相侧取样化验腐蚀指标正常,气相滞留区却慢慢出现点蚀、缝隙腐蚀,隐蔽性很强。
另外,气团长期固定在同一个位置,该处的仪表测点也会持续失真。温度、压力探头如果落在滞留区,测到的是被不凝气稀释后的蒸汽分压对应的温度,不是腔体真实饱和温度,会造成工艺判断偏差,误判蒸发温度、浓缩倍率,进而带来药剂、运行参数的误调整。