高压清洗泵在反应釜清洗中的应用
2016-11-15 15:03:49 点击：
高压水射流清洗技术是近年来国际兴起的一项新型清洗技术，具有清洗成本低、速度快、清净率高、不损坏被清洗物、无污染等优点。在美国、日本、德国等发达国家，水射流清洗已占工业清洗的80%左右，在许多清洗方法中，可谓一支独秀。20世纪70年代末80年代初高压水射流清洗技术在我国开始研究应用，20世纪90年代中期在很多领域得到了迅速普及。特别是由于环境�；ひ蟮牟欢咸岣�，目前高压水射流清洗技术得到了日益广泛的重视。但由于反应釜的结构复杂，高压水射流清洗技术在清洗反应釜中的应用还很少。'反应釜容易结垢，国内有的企业还采用操作人员进入反应釜内对结垢物进行敲铲来完成反应釜的清洗。这样反应釜内的化学物质对操作人员会造成伤害，所以迫切需要寻求一种新的方法来清洗反应釜。采用高压水射流清洗技术设计出了清洗反应釜坚硬结垢物的多功能清洗机，使用后，清洗效果较好，值得在同行业推广应用。
1反应釜清洗现状
目前，国内清洗反应釜主要有两种方法:手工清洗和高压水射流清洗。
1. 1手工清洗
目前，我国清洗反应釜还是以手工清洗为主，操作人员要进入反应釜内，手持工具将坚硬的结垢物从反应釜内壁及搅拌器表面敲、铲、刮下来。对结垢坚硬的反应釜进行清洗，1台反应釜需要2名操作人员工作2周清洗1次。这种手工清洗，操作人员须进入反应釜，作业环境差，不仅劳动强度大，清洗效果差，工具对反应釜内壁和搅拌器表面有划痕，而且反应釜内的化学物质会对长时问工作在反应釜内的操作人员造成人身伤害，因此，需要用一种新技术代替该除垢方法。
1. 2高压水射流清洗
随着高压水射流清洗机构和附件的不断完善，国外发达国家对反应釜清洗大都采用了专用的高压水射流清洗设备，而我国只有很少的企业使用。根据用户的使用情况及现场调查显示，高压水射流清洗技术的清洗效果良好，因此采用该技术对反应釜进行清洗可以避免传统清洗的缺点，是未来反应釜清洗的发展方向。但国外高压水射流反应釜多功能清洗机整套设备的价格较高，要在反应釜清洗中得到普遍推广，必须针对不同尺寸规格的反应釜及结垢特点设计出通用性好、清洗效果理想、价格适宜的专用清洗设备。
2高压水射流反应釜多功能清洗技术
江苏江东化工股份有限公司的9台30 m3反应釜的结垢物一直采用手工清除，该公司一直想解决人工清洗不彻底、易在釜壁留下划痕和化学物质对清釜人员的伤害等问题，寻找新的可替代人工清釜方法。
北京科技大学、北京北科威斯迈技术发展有限公司根据高压水射流理论，并对反应釜内实际结垢情况进行分析后，设计了1台高压水射流反应釜多功能清洗机。该清洗机不仅可以对反应釜内的坚硬结垢物进行清洗，也可以清洗换热器、锅炉、容器和管线等设备的结垢物及油污，具有多种清洗功能。为使该多功能清洗机具有先进的技术性能，必须对整套设备技术参数进行优化设计，确定合理的工作机构及清洗机构，以保证清洗质量和可靠性。
2.1高压水射流反应釜多功能清洗机的构成
高压水射流反应釜多功能清洗机主要由高压清洗机组、三维旋转喷头定位机构和三维旋转喷头组成，高压水射流反应釜多功能清洗机机组
1一水箱;2一高压泵组;3一安全阀;4一压力表;5一调压分流;6一液力换向阀;7一反应釜;;8一二维旋转喷头定位机构;一二维旋转喷头;一过滤器
2.1.1设备参数
根据国内外应用高压水射流清洗反应釜的设备参数可知，清洗设备参数选取的范围比较大，主要有两方面原因:1 合釜内物料的成分和结垢物的硬度不同，(夏屎合釜清洗周期长短不同。如，内蒙古白治区某公司从意大利进口的1套高压水射流清洗反应釜设备，最高工作压力为31 MPa、流量为173 L/min;而德国A公司为江苏省某公司提供的1套高压水射流清洗反应釜设备的最高工作压力为40 MPa、流量为200 L/min，这些参数都是根据反应釜内结垢的实际情况来选择的，否则难以获得理想的清洗效果。因此，在确定这些参数时，首先要分析结垢物的硬度，计算水射流对结垢物的打击力，然后再确定参数，达到最佳的清洗效果。
2. 1. 2三维旋转喷头定位机构
三维旋转喷头定位机构的作用是将三维旋转喷头喷射水流送至反应釜内要清洗的位置，目前主要有3种形式，它是这套设备最重要的清洗执行机构，是专门用于容器清洗的三维旋转喷头定位机构。清洗位置。在实际应用中，根据不同的反应釜结构选择所需的定位机构完成反应釜的清洗。
2.1.3三维旋转喷头
三维旋转喷头如图5所示，它是整套设备最重要的清洗执行部件，直接影响除垢效果。反应釜多功能清洗机采用的两种三维旋转喷头是专门用于清洗容器的，由不锈钢制成，能有效抵抗喷头旋转产生的强大冲击力。这两种喷头由1对锥齿轮、旋转密封部件及液压调速装置等主要零部件构成。工作时，由于两个喷管沿轴线方向具有偏心，依靠射流的反冲力使小齿轮绕着水平轴线旋转，在大齿轮的啮合作用下，使旋转密封部件沿竖直轴线旋转，这样实现了喷嘴的三维旋转作业。根据不同的清洗对象，选择其中的一种三维喷头来进行清洗作业。三维旋转喷头的技术参数为:工作压力80 MPa，流量55~300 L/ min，功率 420 kW，循环1次的时问10min，长度29 cm，质量13. 2 kg，最小通过孔径203mm;所示三维旋转喷头的技术参数为:工作压力27. 5 ~138. 0 MPa，流量38~150 L/min，功率350 kW,循环1次时问2~10 min，长度30. 2 cm,简单型三维旋转喷头定位机构SB- 1是硬管型定位机构，由硬管连接装置、调整装置和球铰链组成，可以控制清洗杆长度及75。的摆动;SB- H是软管型定位机构，由可调整软管长度球铰链,450弯管组成。伸缩型定位机构具有3种运动方式二泣唾直进给，根据不同的反应釜尺寸规格，可选择不同的定位机构实现不同的垂直进给深度，进给深度可达5. 8 m，垂直进给运动可使喷头停在任一高度位置进行清洗作业。图顷斜，在定位杆和底座之问设置有转动支点可相对于反应釜轴线倾斜一定的角度，最大倾斜达450，以保证喷头贴近反应釜内壁。(漩转整个定位机构相对于反应釜内壁可以转动，转动角度可达1500。
2. 2多功能清洗机的工作原理
高压水射流反应釜多功能清洗机是利用高压水射流的动能把反应釜内壁及搅拌器表面上的坚硬结垢物击碎、剥离清除掉。三维旋转喷头定位机构安装在反应釜人孔上，定位杆伸进反应釜内，定位机构可采用手动、电动、液压等控制(由于运动的速度较慢，一般采用手动控制)，使定位杆在反应釜内伸缩和沿反应釜内壁四周移动，定位杆在移动中可以避开反应釜内的障碍物。定位杆前端设置了三维旋转喷头，其有2个旋转喷嘴，高压水射流从喷嘴中喷射出来，当清洗喷头水平旋转时，两束水射流形成的旋转力矩带动两喷嘴在垂直面内旋转，三维旋转喷头即可以在垂直平面3600转动，同时也可以在水平面360转动，由定位杆带动三维旋转喷头移动到反应釜内壁和搅拌器表面的工作点进行清洗。由于三维旋转喷头与定位杆的复合运动，高压水射流可以覆盖反应釜内任何部位，完成反应釜的清洗。
2. 3使用情况
三维旋转喷头定位机构和三维旋转喷头是多功能清洗机的重要执行机构，其是否能达到设计要求，关键是能否将坚硬结垢物彻底清除掉，为此，通过实验来检验其运行情况。实验装置，将三维旋转喷头定位机构安装在8m高的实验架上，三维旋转喷头在高压水射流的作用下旋转，控制三维旋转喷头定位机构的3个手轮，可以灵活地将三维旋转喷头喷射水流送至需要清洗的部位�？梢钥闯�，水射流能将木条打成豁口，此时水射流的打击力为588公斤
3高压水射流反应釜多功能清洗机的应用
高压水射流反应釜多功能清洗机对江苏江东化工股份有限公司树脂厂9台30 m}反应釜进行了清洗除垢，达到了理想的清洗效果。从事反应釜清洗工作多年的操作人员对清洗后的效果表示:高压水射流多功能清洗机清洗反应釜非常彻底，把多年累积的结垢物都清洗干净，目前还没发现比其清洗效果更好的方法。
北京科技大学在多功能清洗机上安装了不同的33. 3%以上，结垢坚硬;清洗后列管清通率100%工作机构，还可以清洗换热器锅炉、管线。图12是清净率90%以上，完全符合使用要求。清洗前后换热器的照片。清洗前换热器列管堵塞
4高压水射流多功能清洗机清洗反应釜的优点
(1)反应釜内结垢物清除较彻底，反应釜表面光滑，清净率可在90%以上，避免了人工清洗过程中清釜工具对反应釜内壁形成的划痕，延长了反应釜的清洗周期，可以1个月左右清洗1次，提高了生产能力，可以减少降粘釜剂的用量。
(2)清洗安全性好，操作人员不需要进入反应釜内，在反应釜人孔处直接进行清洗操作，彻底避免了反应釜内化学物质对人体的伤害及不安全性，根除了安全隐患。
( 3)清洗机的整体运行情况比较稳定，噪声相对较小，操作简单，容易掌握，清洗介质为水，不添加任何化学药剂，对设备无腐蚀。
另外，该清洗机的应用范围广，不仅可以清洗30 m的反应釜、还可以清洗其他规格的反应釜、安装不同的工作机构后还可以清洗换热器、锅炉及管线等，是具有多种功能的清洗设备。
5结语
高压水射流反应釜多功能清洗机的研制成功，大幅度地提高了清洗质量和清洗效率，降低了清釜成本，改善了操作人员的工作环境，可以取代传统的手工清洗。针对不同尺寸规格的反应釜和结垢物的情况设计出的通用性良好的多功能清洗机，可以有效地清除反应釜结垢物。高压水射流反应釜多功能清洗机在反应釜清洗中的广泛应用，将使我国反应釜的清洗技术跨上一个新的台阶。
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