超声波防垢器在工业生产应用中效果分析汇总

超声波防垢器在工业生产应用中的成效剖析前言在化工、石油、冶金、热电、制糖、食品等行业中，换热传热设施、蒸发冷却设施及金属管道内的结垢问题，向来长久困扰着这些公司的生产和效益。对此，不一样的行业采纳了不一样的清垢方式。其方式主要有两类：在线连续清垢和离线歇工清垢。在线连续清垢的传统方法有注入阻垢剂法、涂料法、永磁法、电磁法及高频法。此中阻垢剂需要连续注入，每次用量难以掌握，清垢成效时好时坏;涂料法对涂料工艺要求高且价钱昂贵，若达不到工艺要求，会造成涂料零落，起不到防垢作用;尔后三种方法因成本高或实行困难，所以不可以有效地解决实质问题。离线歇工清垢常常是在计划外歇工、装置局部歇工或各设施切换条件下进行，而传统采纳的各样手段，如高压水发射(机械清垢法)和化学冲洗剂(化学清垢法)等，也不过治标不治本，不只给生产造成了影响，同时会增添计划外花费、磨损腐化设施、污染地区环境、伤害工人健康等。当前，与传统清垢方法有着实质区其他超声波防垢器，因拥有在线连续工作、自动化程度高、工作性能靠谱、无环境污染、运行花费低等特色，已宽泛用于众多行业的设施及管道中的防垢和除垢。超声波防垢器的防垢机理超声波防垢器主假如利用超声波强声场办理流体，使流体中成垢物质在超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分别、粉碎、松懈、松脱而不易附着管壁形成积垢。超声波的防垢机理主要表此刻：(1)"空化"效应超声波的辐射能对被办理液体介质直接产生大批的空穴随和泡，也就是把液体拉裂而形成无数极细小的局部空穴，当这些空穴随和泡破裂或相互挤压时，产生必定范围的强盛的压力峰，这一强压力峰能使成垢物质粉碎悬浮于液体介质中，并使已生成的垢层破裂使其易于零落。依据理论和实践测算，用20KHz、50W/cm2的超声波对1cm3液体辐射时，其发生空化事件的气泡数为5×104/s，局部增压峰值可达数百甚至上千大气压。(2)"活化"效应超声波在液体介质中经过空化作用，能够使水分子裂解为H·自由基和HO·自由基，甚至H+和OH-等。而OH与成垢物质离子可形成诸如CaOH、MgOH等的配合物，进而增添水的溶解能力，使其溶垢能力相对提升。也就是说，超声波能提升流动液体和成垢物质的活性，增大被水分子包裹着的成垢物质微晶核的开释，损坏垢类生成和在管壁堆积的条件，使成垢物质在液体中形成分别堆积体而不在管壁上形成硬垢。(3)"剪切"效应水分子裂解产生的活性H自由基的寿命比较长，它进入管道后将产生复原作用，能够使生成的积垢剥落下来。并且因超声波辐射在垢层和管壁上，加热管上的汲取和流传速度不一样，产生速度差，形成垢层与管壁界面上的相对剪切力，进而致使垢层产生疲惫而松脱。(4)"克制"效应经过超声波的作用，改变了液体主体的物理化学性质，缩短了成垢物质的成核引诱期，刺激了细小晶核的生成。重生成的这些细小晶核，因为体积小、质量轻、比表面积大，悬浮于液体中，生成比壁面大得多的界面，有很强的抢夺水中离子的能力，能克制离子在壁面处的成核和长大，让既定构造的晶粒长大，所以减少了粘附于换热面上成垢离子的数目，进而也就减小了积垢的堆积速率。实验研究表示，当液体的过饱和系数一准时，在同一超声波参数下，超声波作用时间越长，则成垢物质的成核引诱期越短。其他，超声波辐射压力、声学毛细管现象、科努瓦诺夫效应和声流对积垢生成也有直接的防除效应。超声波防垢器的原理构造超声波防垢器主要由超声波电源发生器、超声波换能器、传输电缆构成。发生器的工作原理超声波电源发生器将220V沟通电经滤波、整流、电源激励波形控制等几个部分，产生20～30KHz的功率信号，经电缆传输到超声波换能器，换能器内采纳居里点较高、换能效率高的压电资料，由换能器实现电、机、声的变换而发出超声波，超声波的频次相位实现自动追踪，进而使发生器和换能器在最正确状态工作，且超声波的输出功率可依据不一样的工况需求而进行无级调理。其工作原理如图1。换能器的一般构造换能器按其超声波的发射方向相关于被办理液体介质的流动方向可分为：轴向发射构造和径向发射构造，其构造表示图分别如图2、3所示。在轴向发射构造中，因其压电资料随构造外壳直接处于被办理液体介质的环境温度中，所以仅合用于液体介质温度在80℃以下的工况条件。增添总装机功率的一般方式有：串连安装和矩阵安装，而矩阵安装方式仅合适于管道外管直径大于377mm的设施装置中。在径向发射构造中，因其压电资料随构造外壳处于被办理液体介质的外面，所以，若附带上换能器的冷却系统装置，该构造可合用于液体介质温度高达360℃左右的工况条件。超声波防垢器的应用事例超声波防垢器除了大批应用在防备和消除水质结垢的管线中，此外在流体物料结垢的管线中也获得了成功的应用，有的甚至还应用在流体物料温度高达360℃的条件下，以下仅以"九洲牌"TC系列型超声波防垢器在不一样环境和用途中的使用状况，作为本文应用事例的引用资料，进而考证超声波防垢器的防除结垢成效。用于化工厂的冷却器水质结垢北京燕山石化化工一厂高压车间，因为该厂二循供应高压装置的循环水杂质许多，造成高压装置的冷却器走水管道内壁附着许多的水垢，严重影响冷却成效，特别夏天水温较高，物料冷却成效更差，极大地影响着装置产量及部分设施的安全运行。为此，在2000年高压装置大检修时期，在一线最重要的冷却器E-14、E-15上水总管线加装了2台TC-4-10型超声波防垢器，使用后不单减少了走水管道内壁的水垢，并且一线的单位产量还有所提升。表1为该车间使用超声波防垢器前后三个月的生产状况(产品牌号为112A-1)对照。表1：超声波防垢器使用前后对照使用状况(N/Y)日期(y.m)产量积累时间单位产量(t/h)提升量(t/h)使用前/后1999.12/2000.124760.5/4800.8550/5298.66/9.07+0.41使用前/后2000.01/2001.011182.0/6619.5146/7448.08/8.90+0.82使用前/后2000.02/2001.025422.3/1298.5645/1458.40/8.92+0.52用于糖厂的蒸发罐糖浆结垢内蒙古赤峰糖厂因原用轮洗罐和高压冲洗机向来未能从根本上解决一至四效蒸发罐的积垢问题，后又辅以使用"8501"防垢剂，固然防垢剂对一、二效罐有必定缓解作用成效，但因为后边的三、四效罐的温度比前两效罐高(四效罐出口温度约为135℃)，积垢问题却更加严重，生产成本也大大增添。经过使用TC-2-10型超声波防垢器后，一至四效蒸发罐连续工作一个榨期(120d)无积垢生成，并且停止使用了"8501"防垢剂。整个榨期因为蒸发罐无积垢使蒸发效率一直处于最正确状态，未发生过去因蒸发罐积垢而轮洗蒸发罐，还战胜了蒸发效率锯齿状颠簸的不良影响。主要表现为：蒸发糖浆锤度合格率比本来提升12%;因蒸发效率获得改良，用正汽压力比本来均匀降低0.02Mpa，减少了"高温汽"对糖浆色值、纯度、PH值的影响;因减少了部分正汽耗用量，每百吨甜菜耗标煤比本来降落0.21t;节俭了轮洗蒸发罐、"8501"防垢剂等大批花费的支出。用于炼油厂的换热器重油结垢金陵石化南京炼油厂重油催化车间的两台油浆换热器(E206、E207)因换热温度高(油温为360℃)，油浆成份复杂，其管程结垢特别严重，常常需要六个月左右的时间就停机切换工作。本来采纳高压射流消除管程油垢，每次切换冲洗一台换热器需耗时3～5d，耗费20万元左右，除了直接影响生产和经济效益外，同时还造成因每次清出的油垢和污水而严重污染环境。自从2001年5月份在油浆换热器E206管线上，安装了一套为此进行特意特别设计和制造的ExTC-6-20型超声波防垢器后，设施到现在还未下线进行切换冲洗，使该设施的冲洗间隔和保护养护周期延伸了3倍以上，同时对调热系数K值提升了8%左右，节俭资本80多万元。结语据现场使用状况和研究结果表示，超声波功率一准时，频次低、作用时间长，防垢成效较