[实用新型]一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及管道清洗除垢领域，特别是涉及一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统。

背景技术

管道运输与铁路、公路、空运、水运运输方式成为现行的五大运输工具，管道运输在运送液体、气体、浆液等方面具有成本低，节省能源，安全性高及供给稳定的优势，在石油、化工、电力及天然气等行业中具有不可替代的地位，因此在世界各国的经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。而由于管道输送的主要是油气、工业用水等介质，这些介质中经常含有有机物、H2S、CO2、多种离子、细菌以及泥沙等杂质，因此很容易结垢。管道结垢后使管道缩径，流通面积变小，造成压力损失、排量减小以及管道堵塞，增加了能量消耗并且影响了工业产品的质量和产量。管道结垢还会诱发管道局部腐蚀，导致管道漏失频繁，甚至穿孔而造成破环性事故。管道内壁结垢的问题长期困扰着各行各业的生产，使得工业事故频繁发生，不仅造成了巨大的经济损失，而且对环境有很大的污染。在国家建设节约型社会和提倡“节能减排”的大背景下，这个问题的解决就更加迫切了，因此采取合适的技术措施对管道等设备进行防除垢，从根本上解决结垢问题，对企业的生产、经济效益和环境保护等都有重要意义。

现阶段管道内壁和结垢现象普遍存在，在检修管道的过程中，常用的除垢方法大致分为三类，即高压水喷射除垢，机械除垢法和化学除垢法。高压水喷射除垢是利用柱塞泵产生的高压水经过特殊喷嘴喷向垢层，除垢彻底，效率高，但装机容量大，耗水多，存在水处理等问题，清洗后也无法快速安全排垢。机械除垢法可以除掉碳化污垢和硬质垢，并且对钢材损耗很小，但是在清洗设备内部污垢时，通常需要将整个设备解体，因而清洗所需时间较长，所需费用高。化学除垢法是通过在介质中加入阻垢剂和缓蚀剂、控制溶液的pH值以及阴极保护法等防垢。阻垢剂虽然可能解决或缓解管道污垢问题，但是它对介质的污染却不容忽视，并且为除垢而降低的介质pH值会对管道内壁造成不可忽视的腐蚀，尤其在一些无法解体管道设施的情况下，如核电站机组管道，由于存在的核污染而通常不能将管道解体，而为除垢加入的阻垢剂在降低了介质的pH值的同时对管道内壁造成了不可忽视的腐蚀。

超声波除垢技术是一种新兴的物理除垢技术，具有很多传统除垢方法所不具备的优点及良好的除垢效果。它不仅能减缓换热设备表面污垢颗粒的沉积速度，而且还能够有效地除掉己经形成的污垢。超声波是指频率大于20KHz的声波，具有方向性好、穿透力强、在固体或液体中传播衰减小等优点，目前己被广泛应用于化学、化工、机械、计量检测等诸多行业，超声波清洗技术就是超声波应用于防除垢领域的一个成功案例，超声波可清除的污垢种类广泛，除垢速度快，极大地减少了对水的消耗。超声波防除垢技术区别于其他传统方法的关键之处在于，它改变了以往只对循环工质处理的除垢方式，利用了脉冲弹性波能量首先在金属中传播的原理。超声波在金属中传播的速度可达到5000m/s以上，而且在金属中传播的能量损失远小于在水中传播时的能量损失，超声振动首先作用于金属壁面，然后再把能量传递给污垢和循环工质，使超声波能量得到最高、最有效的利用，超声波在金属壁面和循环介质中传播存在速度差，就会在金属壁面与硬垢层之间形成剪切力，进而在金属壁面与软垢层之间发生振荡作用，从根本上防止或清除污垢的沉积，实现了实时动态防除垢的效果。另外值得一提的是，由于管道设备内循环介质在流动过程中与固体壁面之间产生摩擦力，会在近壁区域形成滞留层边界层，这部分区域的传热过程为滞留介质的导热过程而不是对流换热过程，介质的导热系数通常要比对流换热系数低得多，因此滞留层的存在会降低设备的传热效率，当施加了超声波作用后，超声波引起的高速祸旋可以有效的破坏滞留层，对于换热用管道来说还可以起到一定强化传热的作用。用这种新兴防垢技术，不仅能有效解决常规管道的结垢问题，也能解决核电站机组以及其他无法解体设备的管道除垢问题。但是现有的超声波除垢装置中，存在着布置超声波换能器时面临的换能器未朝向管径中心、换能器与管壁外壁面接触不良、换能器个数随管径直径变化难以调整等问题，使用时存在较多不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统，可以有效解决现有技术中布置超声波换能器时所面临的换能器未朝向管径中心、换能器与管壁外壁面接触不良、换能器个数随管径直径变化难以调整等问题；提供了一种能够有效去除已有污垢、预防污垢附着沉积的铰链式超声波除垢与声化复合清洗系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：