淺談工業(yè)管道清洗中水氣兩相清洗技術(shù)使用
發(fā)布時(shí)間：2020-06-26 16:37:48
如今，在工業(yè)中為了使管道使用周期增長(zhǎng)以及確保管道正常運(yùn)作，實(shí)用的方式就是管道清洗。然而在管道中由于各種介質(zhì)以及溫度、壓力的物理作用下，產(chǎn)生的高溫聚合物、結(jié)焦、水垢、油垢還有沉積物、腐蝕物等，這些污垢物不僅會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行的安全和效益，還會(huì)使得系統(tǒng)的工作效率降低，嚴(yán)重還會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。雖然通過(guò)選擇合理的處理技術(shù)或者是水質(zhì)處理能夠改善這樣的狀況，卻不是長(zhǎng)久之計(jì)，無(wú)法避免污垢的形成，所以需要一種合理的管道清洗技術(shù)。常用的管道清洗技術(shù)通過(guò)物理、化學(xué)方法去除管道內(nèi)壁上的污垢，實(shí)現(xiàn)干凈的管道內(nèi)壁，使得管道通暢，保證工業(yè)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行?，F(xiàn)今，常見(jiàn)的物理清洗方法有液體沖洗法、高壓射流清洗法等，然而這些沖洗方法在使用過(guò)程中多少都發(fā)現(xiàn)些問(wèn)題，要么清洗時(shí)間太長(zhǎng)，或者是危險(xiǎn)系數(shù)比較高，因此為了解決這些問(wèn)題，引入水氣兩相清洗法。
1.水氣兩相清洗法作用原理
常規(guī)情況下管道沖洗的水流基本都是絮流，絮流指的就是流體間互相摻混作無(wú)層次地流動(dòng)。事實(shí)上水氣兩相清洗法作用原理是使用高壓空氣通過(guò)氣體脈沖發(fā)生裝置使得空氣以一定頻率的脈沖形式作用在水流上，隨著空氣的壓縮和擴(kuò)張，使得管內(nèi)的絮流加贈(zèng)，流向切應(yīng)力加大，對(duì)于管壁起著強(qiáng)力沖擊影響，與此同時(shí)，這些高壓氣體也會(huì)融入到管道液體中，之后產(chǎn)生大量的氣穴，氣穴在產(chǎn)生的時(shí)候，也有很多氣穴在不停地消失，氣穴在消失的過(guò)程是異常劇烈額，會(huì)產(chǎn)生瞬間的橫向力，對(duì)管壁產(chǎn)生類(lèi)似的錘擊影響，使得污垢脫離管壁，更多地加快了管道清洗的速度，并且脈沖壓力波在傳播的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)槭艿焦艿赖南拗疲瑫?huì)在管道中反復(fù)振蕩，從而在管壁處起到膠東的效果，更進(jìn)一步地增加管道清洗的能力。
2.技術(shù)方案
如圖1所示是水氣脈沖管道清洗系統(tǒng)，主要是由液壓系統(tǒng)和空氣脈沖系統(tǒng)兩部分形成。液體通過(guò)泵，按照絮流的形態(tài)進(jìn)入待沖洗的管路中，空氣則通過(guò)空氣壓縮機(jī)還有脈沖發(fā)生裝置，通過(guò)高壓脈沖的方式進(jìn)入帶沖洗管道，和液體混合形成兩相混合物對(duì)管道進(jìn)行清洗，之后通過(guò)氣液分離器進(jìn)行氣液分離，液體返回水箱，進(jìn)行循環(huán)使用。
3.試驗(yàn)分析
試驗(yàn)管路直徑為50mm,供水壓力為0.04MPa,供水流量為0.0034m3／s，供氣壓力為0．5MPa，在室溫250℃的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)更改脈沖氣體的充氣時(shí)間和停氣的間隔時(shí)間，得到一系列數(shù)據(jù)，通過(guò)整理，選擇停氣時(shí)間3S，充氣時(shí)間為4S、5S和停氣時(shí)間4s，充氣時(shí)間5S這3組比較有代表性的數(shù)據(jù)，繼而制作成管道內(nèi)流速的變化圖，例如圖2所示。根據(jù)從圖中的3條曲線能夠看出，管道中水的流速大很多，能夠大大增加流體的絮動(dòng)程度，這樣能提高管道的沖洗能力。
當(dāng)空氣脈沖進(jìn)入管道后，混合著液體，會(huì)釋放出巨大的能量，可以加大液體切應(yīng)力，并且與管壁進(jìn)行撞擊，消耗一部分能量，從圖3中能夠看出，空氣脈沖停氣時(shí)間為3S，充氣時(shí)間分別是4S和5S的壓力變化曲線，整體趨勢(shì)大體相同，管道內(nèi)壓力有較大的增長(zhǎng)；充氣時(shí)間為5S,停氣時(shí)間分別是3S還有5S的壓力變化曲線，整體趨勢(shì)看上去相同，管道內(nèi)壓力有較大的增長(zhǎng)；充氣時(shí)間為5S,停氣時(shí)間分別為3s和4s的壓力變化曲線，曲線之間有相應(yīng)量的交錯(cuò)，然而總體上壓力還是處于增長(zhǎng)的狀態(tài)?？傊?dāng)空氣脈沖進(jìn)入管道后，管道內(nèi)的壓力相比于初始狀態(tài)壓力會(huì)大很多，對(duì)于管道內(nèi)壁的清洗能力有進(jìn)一步的加強(qiáng)。
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