1 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NĂM 2007 TÊN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM HIỆU QUẢ CAO TRONG CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG” KH: 101- 07RD/HĐ-KHCN Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Cơ khí Chủ nhiệm đề tài: Ts. Lê Trí Vĩnh 6927 28/7/2008 Hà nội – 2008 2 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NĂM 2007 TÊN ĐỀ TÀI: “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM HIỆU QUẢ CAO TRONG CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG” KH: 101- 07RD/HĐ-KHCN Thủ trưởng đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký tên, đóng dấu) (ký, ghi rõ họ tên) Ts. Lê Trí Vĩnh Hà Nội - 2008 3 Mục lục Danh sách các thành viên tham gia………………………………………….5 Lời nói đầu………………………………………………………………… 6 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TẢY RỬA VÀ CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG, SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG SIÊU ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP 9 1.1. Tổng quan về cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống 9 1.1.1. Khái niệm về nước cứng và độ cứng của nước 9 1.2. Tổng quan về các công nghệ tảy rửa cặn 12 1.2.1. Công nghệ tảy rửa bằng cơ khí 12 1.2.2. Công nghệ tảy rửa bằng cơ khí kết hợp hoá chất 13 1.2.3. Công nghệ tảy rửa bằng năng lượng siêu âm 16 1.3. Tổng quan về các công nghệ chống cáu cặn liên tục 16 1.3.1. Công nghệ chống đóng cặn bằng sử lý nước 16 1.3.2. Công nghệ chống đóng c ặn bằng năng lượng sóng từ trường 17 1.3.3. Nguyên lý làm việc của thiết bị xử lý nước điện tử 19 1.3.4. Công nghệ chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm 21 1.4. Âm và sóng âm 23 1.4.1. Khái niệm về âm thanh và dao động sóng âm 23 1.4.2. Các đặc tính cơ bản của sóng âm thanh 24 1.5. Siêu âm và các đặc tính quan trọng của năng lượng dao động sóng siêu âm 28 1.5.1. Khái niệm về dao động siêu âm 28 1.5.2. Các tính chất quan trọng của dao động sóng siêu âm 29 1.5.3. Bản chất sự tác động sóng siêu âm trong chất lỏng 33 1.6. Ứng dụng năng lượng siêu âm trong công nghiệp 35 1.6.1. Gia công cơ bằng năng lượng siêu âm 38 1.6.2. Làm sạch bằng công nghệ siêu âm 39 1.6.3. Hàn bằng năng lượng siêu âm 40 1.6.4. Công nghệ siêu âm trong ngành hoá hiện đại 40 1.6.5. Siêu âm trong ngành luyện kim 41 1.6.6. Công nghệ siêu âm trong ngành mỏ 41 1.6.7. Công nghệ siêu âm trong công nghiệp chế biế n thực phẩm 41 1.7. Kết luận chương 1 41 CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ CHỐNG ĐÓNG CẶN BẰNG NĂNG LƯỢNG SIÊU ÂM CHO CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG 43 2.1. Giới thiệu chung về công nghệ và các kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ siêu âm trong nước và quốc tế 43 2.2. Công nghệ dùng năng lượng siêu âm trong chống đóng cặn trên các thiết b ị nhiệt 45 2.3. Thiết bị kỹ thuật chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm 47 2.3.1. Nguồn năng lượng điện tần số dao động siêu âm 47 2.3.2. Đầu phát và truyền dao động siêu âm vào môi trường ứng dụng 47 4 2.3.3. So sánh, lựa chọn kiểu đầu phát dao động cơ học tần số siêu âm cho công nghệ chống đóng cặn 50 2.4. Đầu phát siêu âm trong chống đóng cặn và vị trí trên thiết bị nhiệt trên thực tế 51 2.4.1. Một số đầu phát đang có trên thị trường thế giới 51 2.4.2. Cách lắp đầu phát siêu âm trên thiết bị nhiệt 55 2.5. Kết luận chương 2 57 CH ƯƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐẦU PHÁT DAO ĐỘNG SIÊU ÂM CƠ KHÍ DÙNG CHO CHỐNG ĐÓNG CẶN 58 3.1. Các yêu cầu cơ bản cho đầu phát siêu âm cơ học 58 3.2. Vật liệu sử dụng chế tạo đầu phát dao động siêu âm 59 3.2.1. Vật liệu chế tạo phần chuyển đổi 60 3.2.2. Vật liệu chế tạo thân đầu phát 61 3.3. Cơ sở lý thuyết tính toán các thông số quan tr ọng của đầu phát dao động siêu âm cơ học 62 3.3.1. Cơ sở tính toán các thông số cơ bản của phần hiệu ứng từ giảo (theo Volkov C.C.) 62 3.3.2. Cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế phần tích tụ, khuyếch đại và truyền năng lượng siêu âm (thân đầu phát) 63 3.3.3. Cơ sở lý thuyết tính toán phần điện của đầu phát dao động siêu âm cơ học 70 3.3.4. Nguồn cho đầu phát siêu âm 72 3.4. Tính toán thiết kế đầu phát siêu âm cơ học dung cho chống đóng cặn trên thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống 74 3.4.1. Tính toán thiết kế phần tích tụ và truyền năng lượng siêu âm (thân đầu phát) 74 3.4.2. Tính toán thiết phần hiệu ứng từ giảo 77 3.4.3. Tính toán bền đầu phát dao động siêu âm cơ học 78 3.4.4. Các bản vẽ đầu phát UPA-1M (xem ph ụ lục - các bản vẽ kèm theo) 79 3.4.5. Tính toán lựa chọn đầu phát cho bộ trao đổi nhiệt 79 3.5. Kết luận chương 3 79 CHƯƠNG 4. KHẢO NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SIÊU ÂM CHO CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT 81 4.1. Mục đích nghiên cứu khảo nghiệm 81 4.2. Đối tượng nghiên cứu 81 4.2.1. Thiết bị trao đổi nhi ệt HE NaCl HEATER-502 và các đặc tính kỹ thuật cơ bản: 81 4.2.2. Kết quả khảo sát bộ trao đổi nhiệt HE-502 82 4.3. Thiết bị công nghệ (thiết bị phát siêu âm) 82 4.3.1. Nguồn phát dao động điện tần số siêu âm 83 4.3.2. Đầu phát dao động siêu âm cơ học 83 4.3.3. Cáp cao tần 83 4.3.4. Ổn áp 84 4.3.5. Các đặc tính kỹ thuật khác củ a thiết bị công nghệ 84 5 4.4. Nội dung khảo nghiệm đánh giá hiệu quả của năng lượng siêu âm trong chống đóng cặn 84 4.4.1. Xác định điểm lắp thiết bị siêu âm vào bộ trao đổi nhiệt 84 4.4.2. Các yêu cầu khi lắp đầu phát siêu âm vào bộ trao đổi nhiệt 87 4.4.3. Các kiểm tra sau khi lắp đầu phát siêu âm vào bộ trao đổi nhiệt 87 4.4.4. Phương pháp thực nghiệm 88 4.4.5. Kết quả thu nhập từ nghiên cứu khảo nghiệm 89 4.5. Nhận xét và đánh giá kết quả của năng lượng siêu âm trong chống đóng cặn trên He-502 94 Kết luận chung của đề tài Error! Bookmark not defined. Tài liệu tham khảo 98 6 Danh sách các thành viên tham gia TT Họ và tên Chức vụ Đơn vị công tác 1 Lê Trí Vĩnh TS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 2 Nguyễn Hải Hà KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 3 Nguyễn Anh Dũng KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 4 Thái Trung Hiếu KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 5 Phạm Văn Kha KS. Tự động hoá Trung tâm TVTKCN 6 Lê TrongKiên KS. Điện Trung tâm TVTKCN 7 Ngô Duy Hưng KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 8 Trần Ngọc Hải KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 9 Võ Duy Phương KS. Cơ khí Trung tâm TVTKCN 7 Lời nói đầu Những người đã từng làm với các thiết bị nhiệt thì hiểu hơn ai hết về cặn và tác hại của chúng đối với các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống. Sự hình thành cáu cặn các muối cứng cacbonnat trong các thiết bị trao đổi nhiệt là nguyên nhân chính dẫn đến sự giảm hiệu quả làm việc của chúng. Do các hệ số dẫn nhiệt c ủa kim loại và các chất cáu cặn có giá trị khác nhau, sự gia tăng bề dầy của lớp cáu cặn làm giảm nhiệt độ của nước cần gia nhiệt. Để bảo toàn tính ổn định của của nước cần gia nhiệt với giá trị yêu cầu, người ta cần phải tăng mức tiêu hao nhiên liệu của thiết bị sinh ra nhiệt, vì thế các thiết bị trao đổi nhiệt phải làm việc vớ i nhiệt độ trung bình cao hơn, dẫn đến quá trình hình thành lên cáu cặn lại gia tăng nhanh hơn. Phụ thuộc vào độ cứng của muối cacbonnat trong nước cần gia nhiệt (hay cần thu nhiệt) và nhiệt độ đầu ra của thiết bị trao đổi nhiệt, thời gian phát triển bề dày của lớp cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống tới 1-1,5 mm có thể trong thời gian từ vài tuần đến vài năm. Cứ mỗi lớp cáu cặn mới hình thành thậm trí chỉ 0.1mm cũng dẫn đến sự giảm quá trình truyền nhiệt, gia tăng tiêu hao nhiên liệu một cách đáng kể. Nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, chỉ cần 1mm lớp cáu cặn được hình thành trong các bộ trao đổi nhiệt thì đã dẫn đến sự giảm tính hiệu quả làm việc của các thiết bị trao đổi nhiệt tới 30%. Trong đó cáu c ặn trong các bộ trao đổi nhiệt còn gây ra sự tổn thất kinh tế nặng lề cho cả dây chuyền sản xuất, cho vận chuyển và quá trình sử dụng nhiệt. Trong các hệ thống thiết bị nhiệt xuất hiện các tổn thất khác - sự gia tăng năng lượng điện tiêu thụ của các bơm nước do cần phải bơm lưu lượng lớn hơn để bù đắp sự tổ n hao nhiệt, sự gia tăng các tổn hao về thuỷ động và nhiệt động, sự cần thiết phải thường xuyên tháo lắp và tảy rửa cặn trên các bề mặt gia nhiệt của các thiết bị nhiệt. Tổn hao về nhiệt trong quá trình vận chuyển nhiệt gia tăng khi cần có nhiệt bổ xung do tổn hao từ nơi sinh nhiệt đến thiết bị sử dụng nhiệt. Sự gia tăng lư u lượng nước cần gia nhiệt (hay thu nhiệt) trong các thiết bị trao đổi nhiệt dẫn đến sự cần thiết phải vận chuyển lưu lượng lớn hơn, và các tổn hao bổ xung năng lượng điện v.v. Các phương pháp thường được sử dụng hiện nay để đấu tranh chống lại sự hình thành cáu cặn với mục đích: giảm số lượng các muối cacbonnat cứng có trong nước bằ ng cách sử lý nước với sự hỗ trợ của hoá chất (làm mềm nước) và sử dụng các chế độ nhiệt tối ưu trong hệ thống trao đổi nhiệt. Việc sử dụng phương pháp sử lý làm mềm nước bằng hoá chất cần được đảm bảo trong suốt quá trình hoạt động của các bộ trao đổi nhiệt. Mặt khác, quá trình sử lý khó có thể được đảm bảo ở m ức tối ưu dẫn đến quá trình hình thành cáu cặn càng gia tăng. Trong các thiết bị điện hoá chống đóng cặn, quá trình hình thành cáu cặn xảy ra ở các bộ lọc chuyên dụng, sự hình thành cáu cặn ở đây xảy ra nhanh hơn so với trong các bộ trao đổi nhiệt. Chính vì thế việc tảy rửa cặn trong các bộ lọc phải thực hiện thường xuyên hơn so với các bộ trao đổi nhiệt. Hiện nay có công nghệ sử lý nước mềm hiện đại bằng cách sử dụng sử dụng các chất hoá học với gốc phosphonat và polikarboksinat. Để ứng dụng công nghệ 8 này cần phải sửa đổi lại kết cấu các thiết bị trao đổi nhiệt, lắp đặt thêm các thiết bị điện và chi phí do tiêu thụ hoá chất hàng tháng. Các phương pháp khác tương đối hiệu quả hơn là phương pháp sử lý làm mềm nước bằng từ trường và điện từ trường. Mặt khác, việc sử dụng phương pháp làm mềm nước có độ cứng cao bằng từ trường không có hi ệu quả theo yêu cầu, ngoài ra giá thành sử lý nước bằng điện từ trường tương đối cao . Sự phát hiện ra các hiện tượng tạo bong bong siêu nhỏ trong chất lỏng khi có tác dụng của dao động sóng siêu âm, mà khi các bong bong này nổ ra sinh ra trong chất lỏng một áp lực với nhiệt độ cực lớn đã giúp các nhà khoa học tìm ra nhiều hướng đi mới. Bằng các hiệu ứng này, ngay từ những năm 60 của thế kỷ trước, các nhà khoa học Liên Xô áp dụng chúng cho rất nhiều mục đích khác nhau trong công nghiệp, trong đó có chống đóng cặ n cho các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống. Tuy nhiên, do sự sụp đổ của Liên Xô cũ, nhiều công trình nghiên cứu trong lĩnh vực này bị dừng lại và phải đến những năm cuối thế kỷ 20 mới được khởi động trở lại. Việc áp dụng công nghệ siêu âm cho chống đóng cặn được đánh giá là ưu việt nhất hiện nay do có nhiều tính vượt trộ i về kinh tế, kỹ thuật, môi trường v.v. Công nghệ này vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện. Để hoàn thiện được công nghệ này, các nghiên cứu về cáu cặn, sự hình thành của cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống, sự tác dụng của năng lượng siêu âm vào quá trình hình thành nên cặn và sự phá huỷ cặn đã và do tác động dao động siêu âm, các tác dụng khác nữa của năng lượng siêu âm là vô cùng c ần thiết. 9 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TẢY RỬA VÀ CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG, SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG SIÊU ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1. Tổng quan về cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống 1.1.1. Khái niệm về nước cứng và độ cứng của nước Độ cứng của nước – là tập hợp các tính chất của nước được đặc trưng bởi các iôn canxi và magnhê có chứa trong nước. Nếu nồng độ các iôn này lớn, thì nước được gọi là nước cứng, nếu nồng độ nh ỏ thì nước được gọi là nước mềm. Nếu nước cứng có thành phần iôn magnhê cao thì có thể kiểm tra bằng vị, vị đặc trưng là hơi chát. Nước cứng cũng được phân loại ra làm hai loại : - Nước cứng cacbonnat là nước cứng khi có chứa các muối axít cacbonnát hoà tan như muối hyđrô cacbonnat canxi Ca(HCO 3 ) 2 và hyđrôcacbonnat magnhê Mg(HCO 3 ) 2 - Nước cứng phicácbonnát là nước cứng mà trong đó sự tạo cứng do các muối không phải là muối cacbonnat của canxi và magnhê gây ra. Khi bị đun nóng đến nhiệt độ sôi, liên kết hyđrôcacbonnat bị phá huỷ và hình thành các tinh thể muối cacbonnat kém hoà tan CaCO 3 kết tủa xuống, vì vậy độ cứng cacbonnat được gọi là độ cứng tạm thời. Khi bị đun đến nhiệt độ sôi các iôn Mg ++ và Ca ++ kết tủa dưới dạng cacbonnat. Ví dụ như: Ca 2+ + 2HCO 3 - = CaCO 3 + H 2 O + CO 2 (1.1) Độ cứng của nước được duy trì sau khi nước đã bị đun nóng đến nhiệt độ sôi được gọi là độ cứng ổn định hoặc là độ cứng phicacbonnat. Nó được đặc trưng bởi các muối hoà tan của canxi và magnhê từ các axít mạnh như sulphát và clorit. 1.1.2. Quá trình hình thành cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống Sau một thời gian vận hành các thiết bị trao đổi nhiệ t, hệ thống đường ống và các thiết bị nhiệt công nghiệp và dân dụng khác xảy ra hiện tượng hình thành cáu cặn cacbonnat (cặn) chủ yếu là do các phần tử muối cứng có trong nước (nước cứng) – đó là các phần tử muối cacbonnat của canxi (Ca 2+ ), magnhê (Mg 2+ ) và các phần tử khoáng chất khác tạo thành. Cặn được hình thành trên bề mặt gia nhiệt của các thiết bị nhiệt trong quá trình nước được đun nóng. Quá trình hình thành cáu cặn được xảy ra do một số nguyên nhân sau: sự phân rã các muối axít cacbonnat chủ yếu của các nguyên tố canxi và magnhê, các muối này chuyển thành muối cacbonnat với độ không tan rất cao bám vào bề mặt gia nhiệt của thành ống và hình thành nên cáu cặn (xem phương trình phản ứng 1.1). Ngoài các muối cacbonnat canxi và magnhê, còn có các muối khác của canxi và magnhê như sulphat và clorit t ạo ra cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống. Tuy nhiên nồng độ các muối này trong nước không nhiều như muối cacbonnat nên người ta chỉ tập trung sử lý các muối cacbonnat. Quá trình hính thành cáu cặn là quá trình kết tinh thể hoá tương đối phức tạp và có thể được mô tả trong ba giai đoạn phát triển sau: 10 1. Đạt trạng thái bão hoà. 2. Hình thành các tâm (mầm) kết tinh tinh thể. 3. Đạt kích thước đủ lớn và kết tủa thành cáu cặn. Như đã biết, nước sử dụng cho các thiết bị nhiệt tuy đã được sử lý trước khi đưa vào sử dụng nhưng vẫn chứa một số lượng đáng kể các muối hoà tan, trong đó chủ yếu là có các ion canxi và magnhê và các kation sulphát, silicát, cacbonnat và các kation khác. Trong quá trình được đun nóng sau một thời gian, do bị bay hơi các kation và ion tăng dần kích thước đến kích thước bão hoà. Sự tăng dần kích thước các ion này thành các mầm tinh thể dẫn đến sự tách chúng ra khỏi dung dịch và các mầm này chính là nguyên nhân hình thành các cáu cặn trong các thiết bị nhiệt. Sự hình thành các mầm tinh thể thường xảy ra với tốc độ nhanh hơn ở các lớp gần thành thiết bị vì ở đây có sự tập trung nhiều hơn của các các muối do nước ở khu v ực này bị bay hơi nhiều hơn. Tiếp theo quá trình kết tinh thể kết hợp với sự gia tăng về kích thước của các tinh thể theo hai hướng khác nhau: - Sự tách pha cứng trực tiếp trên bề mặt gia nhiệt với sự hình thành lớp cáu cặn trên bề mặt gia nhiệt (lớp cặn sơ cấp) - Sự tách các pha trong nước dưới dạng các tinh thể cực bé sau đó lớn dần và hình thành nên cặn trong nước. C ặn có thể dính bám vào bề mặt gia nhiệt của thiết bị nhiệt tạo nên lớp cặn và được gọi là lớp cặn thứ cấp. Quá trình hoá hình thành cáu cặn trong nước Quá trình hình thành cáu cặn liên quan đến sự tách hyđrô các bon nát do bị tác dụng của nhiệt, thuỷ phân cácbonnát, và sự giảm tính hoà tan trong nước nóng sulphua canxi, hyđrôxít magnhê, silicát canxi và magnhê. Quá trình hoá tính hình thành cáu cặn muối canxi có thể được mô tả bằng phương trình phản ứng hoá học sau: Са (НСО3)2 + Са (ОН )2=2СаСО3| + 2Н2О (1.2) Ví dụ, trong các bộ trao đổi nhiệt và hệ thống nồi hơi v.v. nước được sử dụng có thể là nước sinh hoạt có chứa rất nhiều muối cacbonnat canxi (không qúa 300 mg/lít theo tiêu chuẩn nước uống TCVN1329/2002/BYT/QĐ), chính vì thế mà cáu cặn hình thành rất nhanh chủ yếu từ các muối này. Đối với magnhê ngoài một lượng nhỏ muối cacbonnat magnhê gây cặn còn có hyđroxit magnhê vì khi bị đun nóng Hyđrôcacbonnat magnhê có trong nước phản ứng với vôi, kết tủa dưới dạng hyđrôxit magnhê Mg(OH) 2 Độ hoà tan của МgСОз cao, do đó khi được sôi lâu phần lớn muối này sẽ được thuỷ phân tạo ra hyđrôxít magnhê có độ hoà tan thấp (8 mg/l). Vì hoà tan thấp nên các phần tử này cấu kết lẫn nhau hình thành nên các phần tử có khối lượng lớn hơn và kết tủa bám vào bề mặt trao đổi nhiệt và hình thành nên cáu cặn magnhê. Ngoài ra, trong nước còn có các thành phần kim loại khác như sắt. Chính các phương pháp tách sắt ra khỏi nước trong quá trình sử lý nước dẫn đến sự ô xy hoá sắt hoá trị 2 Fe 2+ thành sắt hoá trị 3 Fe +3 và kết tủa dưới dạng hyđrôxít sắt 3 Fe(OH) 3 . Sự có mặt của các chất này trong nước sẽ cản trở qúa trình kết tủa sắt, chúng là lớp keo bảo vệ đối với hyđrôxits sắt 2. [...]... quan tâm Hiện nay các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu để tối ưu công nghệ này và thiết kế chế tạo các thiết bị phát dao động siêu âm với cường độ lớn hơn để giảm thời gian tiếp xúc thiết bị với mối trường hoá chất dung dịch tảy rửa 1.3 Tổng quan về các công nghệ chống cáu cặn liên tục 1.3.1 Công nghệ chống đóng cặn bằng sử lý nước Công nghệ chống đóng cặn bằng cách sử lý nước đã được áp dụng rất... bùn nhầy và thoát ra theo dòng chảy của nước Hiệu quả phá huỷ và tách lớp cặn trên bề mặt các thiết bị nhiệt có diện tích bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ sẽ đạt được tới 90% sau một tháng sử dụng các loại thiết bị chống đóng cặn xung điện từ này Sử dụng các thiết bị chống đóng cặn bằng xung điện từ trường cho phép vận hành các thiết bị trao đổi nhiệt ở các chế độ hoạt động bình thường đảm bảo được các thông... của nước và tái sử dụng nước đã qua các bộ lọc cặn này Cấu tạo chung của hệ thống chống đóng cặn bằng xung từ trường gồm có: bộ nguồn và đầu phát xung điện từ, số lượng các đầu phát được xác định bởi số lượng các thiết bị cần chống đóng cặn (nhưng không nhỏ hơn hai đầu phát) và được lắp đặt vào thiết bị trong suốt quá trình vận hành thiết bị trao đổi nhiệt 18 Quá trình tảy rửa và chống đóng cặn được... với các phương pháp xử lý nước khác - Tiết kiện điện năng 20 - Ưu điểm quan trọng nhất của thiết bị xử lý nước AntiCa++ là khả năng chống đóng cáu cặn và loại bỏ các cáu cặn đã có từ trước, dẫn đến việc tăng hiệu quả về năng lượng của các nồi hơi, các bộ trao đổi nhiệt, v.v 1.3.4 Công nghệ chống đóng cặn bằng năng lượng siêu âm Trong qúa trình làm việc của các thiết bị nhiệt như các bộ trao đổi nhiệt, ... và được gọi là phương pháp sử lý nước mềm trong các các thiết bị sử lý nước trước khi đưa nước vào sử dụng trong các thiết bị cần chống cáu cặn như thiết bị nồi hơi, các bộ trao đổi nhiệt v.v Phương pháp sử lý nước mềm là phương pháp trao đổi kation trên cơ sở khả năng của các kation này hấp thụ các kation tạo ra cáu cặn của canxi và magnhê Đây là phương pháp có thể chống hiện tượng đóng cặn trên các. .. sạch cặn thường sử dụng phương pháp cơ thuỷ động Trong các quá trình công nghệ thường sử dụng các dụng cụ và thiết bị như: thiết bị phun nước áp lực cao đến 57 MPa, tuốcbin khí nén với các đầu phun khí cần thiết, búa khí nén, các thiết bị mơí di động với áp lực đến 3 MPa và lưu lượng tới 38 m3/h, thiết bị điện làm sạch các bề mặt trong của ống gương và nồi hơi dạng trống v.v Sử dụng những dụng cụ và thiết. .. trình tự, lúc đầu có tác dụng làm tơi cáu và cặn và cản trở việc hình thành cặn trên các bề mặt gia nhiệt của các thiết bị nhiệt như nồi hơi, các bộ trao đổi nhiệt v.v Theo các kết quả thử nghiệm trong điều kiện công nghiệp thì sự phá huỷ và tách lớp các cặn khỏi thành của các thiết bị trao đổi nhiệt bắt đầu thấy có hiệu quả ngay sau khoảng 10 ngày vận hành Vào những ngày tiếp theo, cặn bắt đầu tách thoát... rửa các bộ trao đổi nhiệt bằng các thiết bị rửa áp lực lớn cần giữ khoảng cách thích hợp giữa các thiết bị rửa và các bộ trao đổi nhiệt - Các roăng làm kín trong bộ trao đổi nhiệt có thể bị phá huỷ dưới tác dụng của các dòng chất lỏng áp suất cao - Các lớp cáu cặn lớn cần phải được ngâm trong hoá chất trong thời gian tối ưu trước khi rửa, nếu thời gian ngâm quá lâu sẽ phá huỷ cả vật liệu của thiết bị. .. chống đóng cặn bằng năng lượng sóng từ trường Trong những năm gần đây các phương pháp lý tính đặc biệt được quan tâm và đưa vào ứng dụng trong việc làm sạch và bảo vệ thiết bị trao đổi nhiệt, trong đó có các phương pháp sử dụng các thiết bị phát sóng siêu âm, phát xung 17 điện, phát từ Trong các công nghệ kể trên thì công nghệ dùng năng lượng của từ trường cũng được ưu tiên phát triển do có các ưu điểm... hơi, các đường ống hình thành các cáu cặn muối cácbonnát, vì có lớp muối này bám trên bàê mặt gia nhiệt của các thiết bị nhiệt mà làm tăng đáng kể tiêu thụ năng lượng, giảm hiệu suất cuả các thiết bị, giảm thời gian giữa các lần bảo dưỡng, tăng chi phí cho bảo dưỡng sửa chữa và vận hành Hình 1.5 Lớp cặn trong ống dẫn nước trao đổi nhiệt Việc tảy rửa cáu cặn các thiết bị nhiệt nói chung và các bộ trao đổi . NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG 43 2.1. Giới thiệu chung về công nghệ và các kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ siêu âm trong nước và quốc tế 43 2.2. Công nghệ dùng năng lượng siêu âm trong chống. là vô cùng c ần thiết. 9 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TẢY RỬA VÀ CHỐNG ĐÓNG CẶN TRÊN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG, SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG SIÊU ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 ĐƯỜNG ỐNG, SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG SIÊU ÂM TRONG CÔNG NGHIỆP 9 1.1. Tổng quan về cáu cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt và hệ thống đường ống 9 1.1.1. Khái niệm về nước cứng và độ cứng của nước