制糖廠在生產(chǎn)過程中，其制糖設(shè)備如蒸發(fā)罐、加熱器、結(jié)晶罐、飽充罐等各種管道和容器長時間使用內(nèi)部會產(chǎn)生大量的污垢，厚度從幾毫米到十幾毫米，嚴(yán)重時還會把管路堵死。為了避免這種問題的發(fā)生，就需要對這些設(shè)備定期進(jìn)行清洗。我們通過對化學(xué)清洗、機械清洗的比較，最終采用高壓清洗機清洗結(jié)垢物。

 

高壓清洗機工作原理是通過高壓泵或增壓器打出高壓水，經(jīng)高壓管路到達(dá)噴嘴，通過高壓噴嘴將高壓低流速的水轉(zhuǎn)化成低壓高流速的射流(高壓水射流)，利用高壓水射流的強大沖擊力沖擊被清洗物體，把污垢剝離、清除，從而達(dá)到清洗的目的。所以高壓清洗機適用于各種管道和容器中積垢的清洗。

 

在制糖廠管道中，其結(jié)垢物具有硬度高、附著力大的特點。所以必須要較高的能量密度才能使其破裂，當(dāng)兩條及以上的裂縫交叉時就會有碎粒剝落下來。

 

 

首先高壓水射流對被破碎物體顆粒具有剝離作用，其次高壓水射流作用在被破碎物體上時會在切力和拉力作用下產(chǎn)生破壞作用，最后被破碎物體在高壓水射流的沖擊作用力下裂縫及孔隙內(nèi)被水滲入而產(chǎn)生破壞。

 

通過實驗發(fā)現(xiàn)，在高壓水射流沖擊物體的初期，當(dāng)高壓水射流束最開始與結(jié)垢物表面接觸時，沖蝕效果最好。高壓水射流以極高的速度沖擊固體表面，這種破壞主要發(fā)生在脆性物體內(nèi)，高壓水射流的沖擊速度越大，產(chǎn)生的破壞也越大。當(dāng)沖擊速度較低時，物體的破壞程度只是和水射流端部的形狀有關(guān)。沖擊速度越低, 應(yīng)力脈動時間也就越短，裂紋的長度也會隨之變短；反之沖擊速度越大，應(yīng)力脈動時間也就越長，而裂紋則會有充分的時間擴展，因此破壞程度也就越大。

 

高壓水射流對固體表面的破壞不僅是正向的沖擊作用，而且有切向的沖蝕作用。當(dāng)高壓水射流射向固體壁后轉(zhuǎn)為切向流，這種高速切向流挾帶著被剝離下來的破碎物質(zhì)一起沖刷表面，有利于提高清洗除垢的效果。此外，固體表面有裂痕時，射流就會產(chǎn)生水楔作用，從而擴大裂源，加速裂痕的發(fā)展，更有助于垢層的剝落，最終提高除垢的效果。

 

 

在高壓清洗機的清洗過程中，高壓噴嘴是最重要的組成部分。在同等壓力及流量下，其清洗效果和速度取決于噴嘴的結(jié)構(gòu)和加工質(zhì)量，為了保證噴嘴內(nèi)高壓水的巨大能量能夠有效并集中傳輸給垢層，噴嘴的選擇上顯得尤其關(guān)鍵。

 

通過對多種結(jié)構(gòu)的噴嘴進(jìn)行試驗研究發(fā)現(xiàn)：

 

1、針對不同的工況，選擇的高壓噴嘴結(jié)構(gòu)各異。

 

2、高壓噴嘴到被清洗垢層的距離在噴嘴直徑的150-300倍的范圍內(nèi)清洗效果較好。

 

3、用普通材質(zhì)加工的噴嘴，如果采用熱處理工藝，可大大提高噴嘴的使用壽命。

 

4、噴嘴內(nèi)表面越光滑，阻力損失也就越小，射流清洗質(zhì)量也隨之提高，并且由于摩擦力的減小，也會提高噴嘴的壽命。

 

最后，我們通過對制糖廠的管道清洗實驗結(jié)果以及成本等因素，決定對堵死的管道需要采用不銹鋼單孔向前噴嘴，對未堵死的管道則采用45度錐角多孔向前噴嘴。孔的大小與數(shù)量取決于高壓清洗機的工作壓力和流量。