長距離漿體輸送管道除垢方法的研究與應用

陶志賓

摘 要：隨著經濟的迅速發展以及科學技術水平的不斷提高，我國的工業現代化建設逐漸加快，各種新技術、新設備層出不窮，對于設備的維護與管理便成了一項十分重要的內容，本文主要針對長距離漿體輸送管道除垢方法的研究與應用進行分析。

關鍵詞：管道污垢；機械除垢；化學清洗

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

1 引言

在工業生產的過程之中，管道結垢是一種較為常見的現象，結垢現象由多種因素引起，例如金屬腐蝕、無機鹽結晶、有機物聚合、固體顆粒沉積等。污垢產生之后如果不對其進行及時而有效的清理，就會帶來一系列的負面影響，主要表現為堵塞管道、管道表面粗糙加劇、設備腐蝕等。因此，阻垢與除垢是很多工業生產企業面臨的重要問題。在工業化發展的過程中，也存在著很多的除垢方法，傳統的除垢方法主要有化學清洗法與機械清洗法，而這些方法存在一定程度的弊端，不僅勞動強度較大，也會對工業生產造成影響，局限性較大。近年來隨著科學技術水平的不斷提高，出現了很多新型的除垢方法與技術，例如磁化除垢、超聲波除垢、量子管通環除垢等，與傳統除垢方法比較，新型除垢方法在運作的過程之中不需要停止相關設備的運行，能夠實現連續化、自動化地有效除垢，具有較大的應用前景。本文就結合某鐵礦精礦管道對長距離漿體輸送管道除垢方法進行研究與分析。

2 管道結垢成因分析

此管道為精礦輸送管道，全長103km，設計輸送能力為413萬t/a，在精礦輸送中發揮了重要作用。隨著時間的推移，管道的內壁逐漸開始結垢，如此一來管道的內徑相應的縮小，排量也隨之減小。除此之外，由于管道結垢后沒有采取有效措施及時清理，導致結垢后的污垢附著于管道內壁，在這種情況之下就很有可能引發管道的局部腐蝕，進而導致漏失、穿孔情況的發生。我們對結構層進行了取樣分析，分析結果顯示結構層的主要成分是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，基于這一分析結果，我們對管道結垢的成因進行了如下的分析。

（1）管道輸送的過程中，由于生產的需要往往會進行輸漿與輸水的來回切換，在輸水的過程中，工藝循環水pH值大于礦漿pH值，同時在反浮選工藝之中還會加入CaO，這樣一來會發生化學反應并產生大量的Ca2+，形成CaCO3晶體，而CaCO3晶體具有很強的難溶性。當管道連續運作時間較長之后，就會形成水垢CaCO3為晶核的鐵礦粉結晶物附著在管道內壁。

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

（3）一般情況下當精礦漿進入到管道之前，需要采用濃硫酸對pH值進行一定程度上的調節，使其能夠達到工藝標準的范圍之內，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生一定程度的化學反應并生成CaSO4，CaSO4的溶解性相對較差，因此會逐漸在管道的內壁沉積，發生結垢。

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理如下：由于結垢層中的主要成分是CaCO3，因此可以向管道中注入酸性化學物質，選擇稀鹽酸注入到管道之中，使其與CaCO3接觸并發生一定的化學反應，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顆粒礦粉便會分層脫落，輸送介質便會將其推出管道。具體操作工藝如下：首先停止礦漿管道的運作，將管道之內注滿水，然后將工業濃鹽酸與生產水進行一定程度的配比，將配比后的溶液連續注入到管道之中。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的運行。

3.2 量子管通環除垢

將量子管通環安裝在管道之上，量子管通環會釋放超精微振動波，振動波會逐漸透過管壁傳入到管內的水中，而傳入水中的振動波會逐漸按照水流的方向將其傳播散開，此時超精微振動波的速度遠遠大于水流速度，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。水的活性在振動波的作用之下會得到一定程度上的增強，大的水分子團隨機分解，逐漸變成小的分子團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，對已經形成的結垢層進行有效的分化與瓦解。

3.3 機械清管器除垢

運用機械清管器除垢首先需要對清管器的尺寸進行有效確定，這就要求綜合考慮管道的最小內徑、平均內徑以及垢層的厚度，然后在此基礎之上設計出不同尺寸的清管器。清管器的發送與接收裝置也十分重要，在設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的停車時間進行一定程度上的減少。通過發球裝置將第一個探路者清管器放入管道之中，同時利用管道之內的輸送介質對清管器進行推動，并按照管道的輸送速度正常運行，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。這一工藝能夠對礦漿的高磨蝕與高沖擊性進行有效的克服，保證在高壓礦漿中運行的平穩性與可靠性。

4 結束語

本文主要針對長距離漿體輸送管道除垢方法的研究與應用。首先對當前狀況下存在的除垢方法進行了簡要的闡述，然后結合具體案例分析了影響管道結垢的主要因素，最后從酸洗除垢、量子管通環除垢以及機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。總之，管道結垢會正常的生產與運作造成很大的負面影響，在充分了解管道結垢成因的基礎之上采取科學有效的除垢方法進行除垢，對企業生產的正常運行具有重要意義。

參考文獻：

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