長距離漿體輸送管道除垢方法的研究與應(yīng)用

陶志賓

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國的工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)逐漸加快，各種新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮，對于設(shè)備的維護(hù)與管理便成了一項十分重要的內(nèi)容，本文主要針對長距離漿體輸送管道除垢方法的研究與應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：管道污垢；機(jī)械除垢；化學(xué)清洗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.036

1 引言

在工業(yè)生產(chǎn)的過程之中，管道結(jié)垢是一種較為常見的現(xiàn)象，結(jié)垢現(xiàn)象由多種因素引起，例如金屬腐蝕、無機(jī)鹽結(jié)晶、有機(jī)物聚合、固體顆粒沉積等。污垢產(chǎn)生之后如果不對其進(jìn)行及時而有效的清理，就會帶來一系列的負(fù)面影響，主要表現(xiàn)為堵塞管道、管道表面粗糙加劇、設(shè)備腐蝕等。因此，阻垢與除垢是很多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)面臨的重要問題。在工業(yè)化發(fā)展的過程中，也存在著很多的除垢方法，傳統(tǒng)的除垢方法主要有化學(xué)清洗法與機(jī)械清洗法，而這些方法存在一定程度的弊端，不僅勞動強(qiáng)度較大，也會對工業(yè)生產(chǎn)造成影響，局限性較大。近年來隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，出現(xiàn)了很多新型的除垢方法與技術(shù)，例如磁化除垢、超聲波除垢、量子管通環(huán)除垢等，與傳統(tǒng)除垢方法比較，新型除垢方法在運(yùn)作的過程之中不需要停止相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化、自動化地有效除垢，具有較大的應(yīng)用前景。本文就結(jié)合某鐵礦精礦管道對長距離漿體輸送管道除垢方法進(jìn)行研究與分析。

2 管道結(jié)垢成因分析

此管道為精礦輸送管道，全長103km，設(shè)計輸送能力為413萬t/a，在精礦輸送中發(fā)揮了重要作用。隨著時間的推移，管道的內(nèi)壁逐漸開始結(jié)垢，如此一來管道的內(nèi)徑相應(yīng)的縮小，排量也隨之減小。除此之外，由于管道結(jié)垢后沒有采取有效措施及時清理，導(dǎo)致結(jié)垢后的污垢附著于管道內(nèi)壁，在這種情況之下就很有可能引發(fā)管道的局部腐蝕，進(jìn)而導(dǎo)致漏失、穿孔情況的發(fā)生。我們對結(jié)構(gòu)層進(jìn)行了取樣分析，分析結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)層的主要成分是CaO以及Fe2O3，在管道的低壓部分，CaO的含量要明顯大于Fe2O3，而在管道的高壓部分則完全相反，基于這一分析結(jié)果，我們對管道結(jié)垢的成因進(jìn)行了如下的分析。

（1）管道輸送的過程中，由于生產(chǎn)的需要往往會進(jìn)行輸漿與輸水的來回切換，在輸水的過程中，工藝循環(huán)水pH值大于礦漿pH值，同時在反浮選工藝之中還會加入CaO，這樣一來會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生大量的Ca2+，形成CaCO3晶體，而CaCO3晶體具有很強(qiáng)的難溶性。當(dāng)管道連續(xù)運(yùn)作時間較長之后，就會形成水垢CaCO3為晶核的鐵礦粉結(jié)晶物附著在管道內(nèi)壁。

（2）在反浮選工藝之中需要加入一定的鐵礦物抑制劑，當(dāng)抑制劑隨著鐵礦共同進(jìn)入到管道之后，由于其本身流動性差、粘附力強(qiáng)的特點(diǎn)，會逐漸年粘附于管道的內(nèi)壁之上，隨著時間推移逐漸結(jié)垢。

（3）一般情況下當(dāng)精礦漿進(jìn)入到管道之前，需要采用濃硫酸對pH值進(jìn)行一定程度上的調(diào)節(jié)，使其能夠達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，而在這一過程之中，硫酸逐漸稀釋，并形成硫酸根離子，硫酸根離子會與鈣離子發(fā)生一定程度的化學(xué)反應(yīng)并生成CaSO4，CaSO4的溶解性相對較差，因此會逐漸在管道的內(nèi)壁沉積，發(fā)生結(jié)垢。

3 長距離漿體輸送管道除垢方法分析

3.1 酸洗除垢

酸洗除垢方法的除垢機(jī)理如下：由于結(jié)垢層中的主要成分是CaCO3，因此可以向管道中注入酸性化學(xué)物質(zhì)，選擇稀鹽酸注入到管道之中，使其與CaCO3接觸并發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，并對垢層中的晶核起到一個分解作用，在這一作用之下包覆晶核的細(xì)顆粒礦粉便會分層脫落，輸送介質(zhì)便會將其推出管道。具體操作工藝如下：首先停止礦漿管道的運(yùn)作，將管道之內(nèi)注滿水，然后將工業(yè)濃鹽酸與生產(chǎn)水進(jìn)行一定程度的配比，將配比后的溶液連續(xù)注入到管道之中。這一操作完成后啟動主泵輸送水以此來推動酸柱在管道內(nèi)的運(yùn)行。

3.2 量子管通環(huán)除垢

將量子管通環(huán)安裝在管道之上，量子管通環(huán)會釋放超精微振動波，振動波會逐漸透過管壁傳入到管內(nèi)的水中，而傳入水中的振動波會逐漸按照水流的方向?qū)⑵鋫鞑ド㈤_，此時超精微振動波的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水流速度，在這種情況之下管路中各個空間都會處于振動波的范圍之內(nèi)。水的活性在振動波的作用之下會得到一定程度上的增強(qiáng)，大的水分子團(tuán)隨機(jī)分解，逐漸變成小的分子團(tuán)甚至是單個的水分子，如此一來就能夠大大的提高其溶解能力，對已經(jīng)形成的結(jié)垢層進(jìn)行有效的分化與瓦解。

3.3 機(jī)械清管器除垢

運(yùn)用機(jī)械清管器除垢首先需要對清管器的尺寸進(jìn)行有效確定，這就要求綜合考慮管道的最小內(nèi)徑、平均內(nèi)徑以及垢層的厚度，然后在此基礎(chǔ)之上設(shè)計出不同尺寸的清管器。清管器的發(fā)送與接收裝置也十分重要，在設(shè)計的過程中一定要注意其有效性與合理性，只有這樣才能保證對管道系統(tǒng)的停車時間進(jìn)行一定程度上的減少。通過發(fā)球裝置將第一個探路者清管器放入管道之中，同時利用管道之內(nèi)的輸送介質(zhì)對清管器進(jìn)行推動，并按照管道的輸送速度正常運(yùn)行，這樣一來就能夠有效探測管道的變形情況，且在這一過程中管道表面的垢層也會被刮下并推出管道。這一工藝能夠?qū)ΦV漿的高磨蝕與高沖擊性進(jìn)行有效的克服，保證在高壓礦漿中運(yùn)行的平穩(wěn)性與可靠性。

4 結(jié)束語

本文主要針對長距離漿體輸送管道除垢方法的研究與應(yīng)用。首先對當(dāng)前狀況下存在的除垢方法進(jìn)行了簡要的闡述，然后結(jié)合具體案例分析了影響管道結(jié)垢的主要因素，最后從酸洗除垢、量子管通環(huán)除垢以及機(jī)械清管器除垢三個方面具體分析了長距離漿體輸送管道除垢方法?？傊?，管道結(jié)垢會正常的生產(chǎn)與運(yùn)作造成很大的負(fù)面影響，在充分了解管道結(jié)垢成因的基礎(chǔ)之上采取科學(xué)有效的除垢方法進(jìn)行除垢，對企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行具有重要意義。

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