超声波防除垢技术在换热设备上的应用

　　一、工业生产中换热设备的运行现状

　　1、工业生产中常用的换热设备及污垢来源

　　工业生产中使用的换热器类型庞杂， 在使用过程中需要根据实际情况进行选择。 管壳式换热器的应用范围广，适应性强，具有容量大、结构简单、造价低廉和清洗方便等优点;板式换热器无论在质量还是在紧凑型方面都具有很大的优势， 同时换热面光滑，容易清洗。

　　工业生产中的换热设备很容易沾染污垢， 未经预处理的补充水将悬浮物、微生物等杂质带入循环系统，澄清过程中可能将混凝剂的水解产物和金属离子留在水中。 树叶、粉尘、微生物及其孢子可能从敞开式循环冷却水系统进入。 污染的空气也可能进入系统造成设备的腐蚀产物沉积。 碱、油等其它物质的泄漏物会导致污渍沉积。

　　2. 污垢的危害

　　污垢沉淀能够造成换热器的换热效果变差，阻止热量传递，既浪费了能源又降低了经济效益， 在一定程度上阻碍了企业的发展。 污垢沉积在传热面上，影响传热的正常进行，严重时会阻塞设备，降低产量，加大生产成本。 污垢还容易加大能量的消耗，污垢使换热设备的流动阻力变大， 清洗设备需要耗费更多的功力进行清洗工作。 污垢的产生导致产品运行周期的缩短，产品质量得不到保证，产品的产量下降，同时还需要投入大量人力物力进行设备的维护，因此，既造成了资源的浪费又降低了产品的产量和质量，限制了企业的发展。 同时，污垢容易导致换热面局部腐蚀甚至穿孔，容易造成安全隐患，既影响设备安全，也在一定程度上对工作人员的生命安全造成了威胁。

　　二、超声波防垢、除垢机理

　　在介质中传播时超声波会造成介质振动， 从而导致粒子之间相互作用。 当超声波的机械能振动能够推动介质中粒子的加速度达到一定数值时，介质中会产生物理和化学反应。

　　1、高速微涡效应

　　超声波在板壁和金属管进行传播时会在这两种物质的截面产生剧烈的震荡波，促使与界面接触的液体产生高速涡旋，高速涡旋能够有效阻碍污垢的形成和附着，除此之外，高速涡旋还可以清理金属界面的污垢，从而能够发挥防垢、除垢的作用。

　　2、剪切应力效应

　　超声波向金属内部进行传播时需要通过结垢的热交换设备，这一过程能够促使金属换热界面上的污垢产生震动。 而污垢的性态和弹性阻抗截然不同， 换热界面上能够产生污垢和金属之间的剪切效应，导致金属换热界面上的污垢层松动、破碎而产生脱落，从而起到了除垢的作用。