换热器的超声波防垢除垢

换热器作为化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在长期工业生产过程中的结垢问题，一直困扰着企业的生产和效益。二十世纪末，俄罗斯、韩国等国家已经率先采用了先进的超声波防垢除垢技术。

结垢对换热器的影响主要体现在两个方面，一是由于污垢导热性很差，从而增加了传热的热阻，降低了换热器的换热效率。第二当换热器表面有结垢层时，流体通道的面积减少，使流体流过设备时的阻力增加，从而提高泵功率的消耗，增加企业的生产成本。

传统的清洗方法有机械清洗法和化学清洗法，不管使用哪种方法，费用都非常昂贵。就效果而言也只是治标不治本，不但给生产造成了影响，同时存在磨损腐蚀设备、污染区域环境、损害工人健康等一系列问题。与传统除垢方法有着本质区别的超声波防垢除垢设备，因具有在线连续工作、自动化程度高、工作性能可靠、无环境污染、运行费用低等特点，已广泛用于换热器及其管道中的防垢与除垢。

换热器的超声波除垢原理

超声波除垢是一种机械震动在介质中传播过程，超声波频率高，波长短。超声波除垢设备主要由超声波发生器、传声系统和换热器管道内的换能器等组成。超声波防垢主要是利用超声波功率声场处理流体，使流体中的垢物质在超声波作用下，理化指标和形态产生变化，使成垢分散、松散、粉碎、脱落，不容易附着在管壁上，从而达到了换热器防垢除垢的效果，改善并提高了热传导效率。超声波的防垢除垢的原理主要体现在以下几个方面：

1）空化作用：超声波的能量对被处理流体介质直接产生大量的空穴和气泡，当这些空穴和气泡破裂和挤压时，产生一定范围的强大的压力峰，局部的压力峰可达上千个大气压，成垢物质在压力峰作用下，粉碎悬浮于水中，并使已生成的垢层破碎使其易于脱落，这样达到超声波除垢的目的。

2）活化作用：超声波在流体中产生“空化”作用，提高流动流体和成垢物质的活性，破坏垢类生成和在换热器管壁沉积的条件，使成垢物质在流体中形成分散沉积体而不在管壁上形成硬垢，这样达到超声波防垢的目的。

3）剪切作用：超声波幅射在垢层和管壁上及水中，由于对超声波频率响应不同，三者产生不同步的振动，因此产生高速的相对运动。由于速度差形成垢层与换热器管壁界面上的相对剪切力，从而导致垢层产生疲劳而松脱，这样达到超声波除垢的目的。

4）抑制作用：通过超声波的作用改变流体主体的物理化学性质，能抑制水中离子在壁面处的成核和长大。因此，减少粘附于换热器面上成垢离子的数量。实践研究证明，超声波作用时间越长防止成垢物质结垢效果越佳。总之，水在超声波作用下，当超声波能量足够大时，即“功率超声”能够在常温、常压的环境条件下，使传导介质中产生短促的，局部的，极大的高温、高压、高强电场的极端物理环境，流体会产生所谓的“声空化效应”从而引发许多的力学、物理、化学、生物等效应，达到流体中超声波防垢、除垢目的。

换热器超声波除垢的优势

1）利用超声波防垢除垢后，不需要做定期的化学除垢，因为超声波除垢和防垢是同步进行的，有垢除垢，无垢防垢，长期无后顾之忧。

2）传统的停工清垢，常常是计划外的停工，装置局部停工或设备切换条件下运行，不但给正常生产产生影响，还会产生计划外的费用，而利用超声波防垢除垢，完全是在线进行，与生产毫不冲突，使得生产环节更加的稳定可靠，降低了不必要的停机时间。

3）节能效果显著，平均节能30%，并且与其他方式相比，延长了换热器使用寿命，避免了除垢停工停产造成的损失。利用超声波除垢为企业节省了费用开支，创造了经济效益。

4）超声波防垢除垢完全是物理过程，不需要使用任何化学药剂，无腐蚀、无污染，对操作人员的健康以及换热器无任何损害，具有较好的社会效益。

5）利用超声波防垢除垢低功耗，运行费用低，可在线连续工作，实现了全自动化，无须设岗专人操作。

总之，超声波防垢除垢设备具有既能防止积垢的形成，又能破坏已有积垢的双重作用。经长期实践证明，这一技术是现代除垢中实效，科学的方法，其推广价值在环保节能、提高工效、降低成本等诸方面具有广泛的意义。