长距离浆体输送管道除垢方法的研究与应用

陶志宾

摘 要：随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的工业现代化建设逐渐加快，各种新技术、新设备层出不穷，对于设备的维护与管理便成了一项十分重要的内容，本文主要针对长距离浆体输送管道除垢方法的研究与应用进行分析。

关键词：管道污垢；机械除垢；化学清洗

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

1 引言

在工业生产的过程之中，管道结垢是一种较为常见的现象，结垢现象由多种因素引起，例如金属腐蚀、无机盐结晶、有机物聚合、固体颗粒沉积等。污垢产生之后如果不对其进行及时而有效的清理，就会带来一系列的负面影响，主要表现为堵塞管道、管道表面粗糙加剧、设备腐蚀等。因此，阻垢与除垢是很多工业生产企业面临的重要問题。在工业化发展的过程中，也存在着很多的除垢方法，传统的除垢方法主要有化学清洗法与机械清洗法，而这些方法存在一定程度的弊端，不仅劳动强度较大，也会对工业生产造成影响，局限性较大。近年来随着科学技术水平的不断提高，出现了很多新型的除垢方法与技术，例如磁化除垢、超声波除垢、量子管通环除垢等，与传统除垢方法比较，新型除垢方法在运作的过程之中不需要停止相关设备的运行，能够实现连续化、自动化地有效除垢，具有较大的应用前景。本文就结合某铁矿精矿管道对长距离浆体输送管道除垢方法进行研究与分析。

2 管道结垢成因分析

此管道为精矿输送管道，全长103km，设计输送能力为413万t/a，在精矿输送中发挥了重要作用。随着时间的推移，管道的内壁逐渐开始结垢，如此一来管道的内径相应的缩小，排量也随之减小。除此之外，由于管道结垢后没有采取有效措施及时清理，导致结垢后的污垢附着于管道内壁，在这种情况之下就很有可能引发管道的局部腐蚀，进而导致漏失、穿孔情况的发生。我们对结构层进行了取样分析，分析结果显示结构层的主要成分是CaO以及Fe2O3，在管道的低压部分，CaO的含量要明显大于Fe2O3，而在管道的高压部分则完全相反，基于这一分析结果，我们对管道结垢的成因进行了如下的分析。

（1）管道输送的过程中，由于生产的需要往往会进行输浆与输水的来回切换，在输水的过程中，工艺循环水pH值大于矿浆pH值，同时在反浮选工艺之中还会加入CaO，这样一来会发生化学反应并产生大量的Ca2+，形成CaCO3晶体，而CaCO3晶体具有很强的难溶性。当管道连续运作时间较长之后，就会形成水垢CaCO3为晶核的铁矿粉结晶物附着在管道内壁。

（2）在反浮选工艺之中需要加入一定的铁矿物抑制剂，当抑制剂随着铁矿共同进入到管道之后，由于其本身流动性差、粘附力强的特点，会逐渐年粘附于管道的内壁之上，随着时间推移逐渐结垢。

（3）一般情况下当精矿浆进入到管道之前，需要采用浓硫酸对pH值进行一定程度上的调节，使其能够达到工艺标准的范围之内，而在这一过程之中，硫酸逐渐稀释，并形成硫酸根离子，硫酸根离子会与钙离子发生一定程度的化学反应并生成CaSO4，CaSO4的溶解性相对较差，因此会逐渐在管道的内壁沉积，发生结垢。

3 长距离浆体输送管道除垢方法分析

3.1 酸洗除垢

酸洗除垢方法的除垢机理如下：由于结垢层中的主要成分是CaCO3，因此可以向管道中注入酸性化学物质，选择稀盐酸注入到管道之中，使其与CaCO3接触并发生一定的化学反应，并对垢层中的晶核起到一个分解作用，在这一作用之下包覆晶核的细颗粒矿粉便会分层脱落，输送介质便会将其推出管道。具体操作工艺如下：首先停止矿浆管道的运作，将管道之内注满水，然后将工业浓盐酸与生产水进行一定程度的配比，将配比后的溶液连续注入到管道之中。这一操作完成后启动主泵输送水以此来推动酸柱在管道内的运行。

3.2 量子管通环除垢

将量子管通环安装在管道之上，量子管通环会释放超精微振动波，振动波会逐渐透过管壁传入到管内的水中，而传入水中的振动波会逐渐按照水流的方向将其传播散开，此时超精微振动波的速度远远大于水流速度，在这种情况之下管路中各个空间都会处于振动波的范围之内。水的活性在振动波的作用之下会得到一定程度上的增强，大的水分子团随机分解，逐渐变成小的分子团甚至是单个的水分子，如此一来就能够大大的提高其溶解能力，对已经形成的结垢层进行有效的分化与瓦解。

3.3 机械清管器除垢

运用机械清管器除垢首先需要对清管器的尺寸进行有效确定，这就要求综合考虑管道的最小内径、平均内径以及垢层的厚度，然后在此基础之上设计出不同尺寸的清管器。清管器的发送与接收装置也十分重要，在设计的过程中一定要注意其有效性与合理性，只有这样才能保证对管道系统的停车时间进行一定程度上的减少。通过发球装置将第一个探路者清管器放入管道之中，同时利用管道之内的输送介质对清管器进行推动，并按照管道的输送速度正常运行，这样一来就能够有效探测管道的变形情况，且在这一过程中管道表面的垢层也会被刮下并推出管道。这一工艺能够对矿浆的高磨蚀与高冲击性进行有效的克服，保证在高压矿浆中运行的平稳性与可靠性。

4 结束语

本文主要针对长距离浆体输送管道除垢方法的研究与应用。首先对当前状况下存在的除垢方法进行了简要的阐述，然后结合具体案例分析了影响管道结垢的主要因素，最后从酸洗除垢、量子管通环除垢以及机械清管器除垢三个方面具体分析了长距离浆体输送管道除垢方法。总之，管道结垢会正常的生产与运作造成很大的负面影响，在充分了解管道结垢成因的基础之上采取科学有效的除垢方法进行除垢，对企业生产的正常运行具有重要意义。

参考文献：

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[2]王兵，李长俊，廖柯熹等.管道结垢原因分析及常用除垢方法[J].油气储运，2008，27（02）.