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高壓清洗泵在反應釜清洗中的應用

2016-11-15 15:03:49      點擊:
高壓水射流清洗技術是近年來國際興起的一項新型清洗技術,具有清洗成本低、速度快、清淨率高、不損壞被清洗物、無汙染等優點。在美國、日本、德國等發達國家,水射流清洗已占工業清洗的80%左右,在許多清洗方法中,可謂一支獨秀。20世紀70年代末80年代初高壓水射流清洗技術在我國開始研究應用,20世紀90年代中期在很多領域得到了迅速普及。特別是由於環境保護要求的不斷提高,目前高壓水射流清洗技術得到了日益廣泛的重視。但由於反應釜的結構複雜,高壓水射流清洗技術在清洗反應釜中的應用還很少。'反應釜容易結垢,國內有的企業還采用操作人員進入反應釜內對結垢物進行敲鏟來完成反應釜的清洗。這樣反應釜內的化學物質對操作人員會造成傷害,所以迫切需要尋求一種新的方法來清洗反應釜。采用高壓水射流清洗技術設計出了清洗反應釜堅硬結垢物的多功能清洗機,使用後,清洗效果較好,值得在同行業推廣應用。
1反應釜清洗現狀
目前,國內清洗反應釜主要有兩種方法:手工清洗和高壓水射流清洗。
1. 1手工清洗
目前,我國清洗反應釜還是以手工清洗為主,操作人員要進入反應釜內,手持工具將堅硬的結垢物從反應釜內壁及攪拌器表麵敲、鏟、刮下來。對結垢堅硬的反應釜進行清洗,1台反應釜需要2名操作人員工作2周清洗1次。這種手工清洗,操作人員須進入反應釜,作業環境差,不僅勞動強度大,清洗效果差,工具對反應釜內壁和攪拌器表麵有劃痕,而且反應釜內的化學物質會對長時問工作在反應釜內的操作人員造成人身傷害,因此,需要用一種新技術代替該除垢方法。
1. 2高壓水射流清洗
隨著高壓水射流清洗機構和附件的不斷完善,國外發達國家對反應釜清洗大都采用了專用的高壓水射流清洗設備,而我國隻有很少的企業使用。根據用戶的使用情況及現場調查顯示,高壓水射流清洗技術的清洗效果良好,因此采用該技術對反應釜進行清洗可以避免傳統清洗的缺點,是未來反應釜清洗的發展方向。但國外高壓水射流反應釜多功能清洗機整套設備的價格較高,要在反應釜清洗中得到普遍推廣,必須針對不同尺寸規格的反應釜及結垢特點設計出通用性好、清洗效果理想、價格適宜的專用清洗設備。
2高壓水射流反應釜多功能清洗技術
江蘇江東化工股份有限公司的9台30 m3反應釜的結垢物一直采用手工清除,該公司一直想解決人工清洗不徹底、易在釜壁留下劃痕和化學物質對清釜人員的傷害等問題,尋找新的可替代人工清釜方法。
北京科技大學、北京北科威斯邁技術發展有限公司根據高壓水射流理論,並對反應釜內實際結垢情況進行分析後,設計了1台高壓水射流反應釜多功能清洗機。該清洗機不僅可以對反應釜內的堅硬結垢物進行清洗,也可以清洗換熱器、鍋爐、容器和管線等設備的結垢物及油汙,具有多種清洗功能。為使該多功能清洗機具有先進的技術性能,必須對整套設備技術參數進行優化設計,確定合理的工作機構及清洗機構,以保證清洗質量和可靠性。
2.1高壓水射流反應釜多功能清洗機的構成
高壓水射流反應釜多功能清洗機主要由高壓清洗機組、三維旋轉噴頭定位機構和三維旋轉噴頭組成,高壓水射流反應釜多功能清洗機機組
1一水箱;2一高壓泵組;3一安全閥;4一壓力表;5一調壓分流;6一液力換向閥;7一反應釜;;8一二維旋轉噴頭定位機構;一二維旋轉噴頭;一過濾器
2.1.1設備參數
根據國內外應用高壓水射流清洗反應釜的設備參數可知,清洗設備參數選取的範圍比較大,主要有兩方麵原因:1 合釜內物料的成分和結垢物的硬度不同,(夏屎合釜清洗周期長短不同。如,內蒙古白治區某公司從意大利進口的1套高壓水射流清洗反應釜設備,最高工作壓力為31 MPa、流量為173 L/min;而德國A公司為江蘇省某公司提供的1套高壓水射流清洗反應釜設備的最高工作壓力為40 MPa、流量為200 L/min,這些參數都是根據反應釜內結垢的實際情況來選擇的,否則難以獲得理想的清洗效果。因此,在確定這些參數時,首先要分析結垢物的硬度,計算水射流對結垢物的打擊力,然後再確定參數,達到最佳的清洗效果。
2. 1. 2三維旋轉噴頭定位機構
三維旋轉噴頭定位機構的作用是將三維旋轉噴頭噴射水流送至反應釜內要清洗的位置,目前主要有3種形式,它是這套設備最重要的清洗執行機構,是專門用於容器清洗的三維旋轉噴頭定位機構。清洗位置。在實際應用中,根據不同的反應釜結構選擇所需的定位機構完成反應釜的清洗。
2.1.3三維旋轉噴頭
三維旋轉噴頭如圖5所示,它是整套設備最重要的清洗執行部件,直接影響除垢效果。反應釜多功能清洗機采用的兩種三維旋轉噴頭是專門用於清洗容器的,由不鏽鋼製成,能有效抵抗噴頭旋轉產生的強大衝擊力。這兩種噴頭由1對錐齒輪、旋轉密封部件及液壓調速裝置等主要零部件構成。工作時,由於兩個噴管沿軸線方向具有偏心,依靠射流的反衝力使小齒輪繞著水平軸線旋轉,在大齒輪的齧合作用下,使旋轉密封部件沿豎直軸線旋轉,這樣實現了噴嘴的三維旋轉作業。根據不同的清洗對象,選擇其中的一種三維噴頭來進行清洗作業。三維旋轉噴頭的技術參數為:工作壓力80 MPa,流量55~300 L/ min,功率 420 kW,循環1次的時問10min,長度29 cm,質量13. 2 kg,最小通過孔徑203mm;所示三維旋轉噴頭的技術參數為:工作壓力27. 5 ~138. 0 MPa,流量38~150 L/min,功率350 kW,循環1次時問2~10 min,長度30. 2 cm,簡單型三維旋轉噴頭定位機構SB- 1是硬管型定位機構,由硬管連接裝置、調整裝置和球鉸鏈組成,可以控製清洗杆長度及75。的擺動;SB- H是軟管型定位機構,由可調整軟管長度球鉸鏈,450彎管組成。伸縮型定位機構具有3種運動方式二泣唾直進給,根據不同的反應釜尺寸規格,可選擇不同的定位機構實現不同的垂直進給深度,進給深度可達5. 8 m,垂直進給運動可使噴頭停在任一高度位置進行清洗作業。圖頃斜,在定位杆和底座之問設置有轉動支點可相對於反應釜軸線傾斜一定的角度,最大傾斜達450,以保證噴頭貼近反應釜內壁。(漩轉整個定位機構相對於反應釜內壁可以轉動,轉動角度可達1500。
2. 2多功能清洗機的工作原理
高壓水射流反應釜多功能清洗機是利用高壓水射流的動能把反應釜內壁及攪拌器表麵上的堅硬結垢物擊碎、剝離清除掉。三維旋轉噴頭定位機構安裝在反應釜人孔上,定位杆伸進反應釜內,定位機構可采用手動、電動、液壓等控製(由於運動的速度較慢,一般采用手動控製),使定位杆在反應釜內伸縮和沿反應釜內壁四周移動,定位杆在移動中可以避開反應釜內的障礙物。定位杆前端設置了三維旋轉噴頭,其有2個旋轉噴嘴,高壓水射流從噴嘴中噴射出來,當清洗噴頭水平旋轉時,兩束水射流形成的旋轉力矩帶動兩噴嘴在垂直麵內旋轉,三維旋轉噴頭即可以在垂直平麵3600轉動,同時也可以在水平麵360轉動,由定位杆帶動三維旋轉噴頭移動到反應釜內壁和攪拌器表麵的工作點進行清洗。由於三維旋轉噴頭與定位杆的複合運動,高壓水射流可以覆蓋反應釜內任何部位,完成反應釜的清洗。
2. 3使用情況
三維旋轉噴頭定位機構和三維旋轉噴頭是多功能清洗機的重要執行機構,其是否能達到設計要求,關鍵是能否將堅硬結垢物徹底清除掉,為此,通過實驗來檢驗其運行情況。實驗裝置,將三維旋轉噴頭定位機構安裝在8m高的實驗架上,三維旋轉噴頭在高壓水射流的作用下旋轉,控製三維旋轉噴頭定位機構的3個手輪,可以靈活地將三維旋轉噴頭噴射水流送至需要清洗的部位。可以看出,水射流能將木條打成豁口,此時水射流的打擊力為588公斤
3高壓水射流反應釜多功能清洗機的應用
高壓水射流反應釜多功能清洗機對江蘇江東化工股份有限公司樹脂廠9台30 m}反應釜進行了清洗除垢,達到了理想的清洗效果。從事反應釜清洗工作多年的操作人員對清洗後的效果表示:高壓水射流多功能清洗機清洗反應釜非常徹底,把多年累積的結垢物都清洗幹淨,目前還沒發現比其清洗效果更好的方法。
北京科技大學在多功能清洗機上安裝了不同的33. 3%以上,結垢堅硬;清洗後列管清通率100%工作機構,還可以清洗換熱器鍋爐、管線。圖12是清淨率90%以上,完全符合使用要求。清洗前後換熱器的照片。清洗前換熱器列管堵塞
4高壓水射流多功能清洗機清洗反應釜的優點
(1)反應釜內結垢物清除較徹底,反應釜表麵光滑,清淨率可在90%以上,避免了人工清洗過程中清釜工具對反應釜內壁形成的劃痕,延長了反應釜的清洗周期,可以1個月左右清洗1次,提高了生產能力,可以減少降粘釜劑的用量。
(2)清洗安全性好,操作人員不需要進入反應釜內,在反應釜人孔處直接進行清洗操作,徹底避免了反應釜內化學物質對人體的傷害及不安全性,根除了安全隱患。
( 3)清洗機的整體運行情況比較穩定,噪聲相對較小,操作簡單,容易掌握,清洗介質為水,不添加任何化學藥劑,對設備無腐蝕。
另外,該清洗機的應用範圍廣,不僅可以清洗30 m的反應釜、還可以清洗其他規格的反應釜、安裝不同的工作機構後還可以清洗換熱器、鍋爐及管線等,是具有多種功能的清洗設備。
5結語
高壓水射流反應釜多功能清洗機的研製成功,大幅度地提高了清洗質量和清洗效率,降低了清釜成本,改善了操作人員的工作環境,可以取代傳統的手工清洗。針對不同尺寸規格的反應釜和結垢物的情況設計出的通用性良好的多功能清洗機,可以有效地清除反應釜結垢物。高壓水射流反應釜多功能清洗機在反應釜清洗中的廣泛應用,將使我國反應釜的清洗技術跨上一個新的台階。