換熱器作為化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)部門的通用設備，在長期工業(yè)生產(chǎn)過程中的結(jié)垢問題，一直困擾著企業(yè)的生產(chǎn)和效益。二十世紀末，俄羅斯、韓國等國家已經(jīng)率先采用了先進的超聲波防垢除垢技術(shù)。
結(jié)垢對換熱器的影響主要體現(xiàn)在兩個方面，一是由于污垢導熱性很差，從而增加了傳熱的熱阻，降低了換熱器的換熱效率。第二當換熱器表面有結(jié)垢層時，流體通道的面積減少，使流體流過設備時的阻力增加，從而提高泵功率的消耗，增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。
傳統(tǒng)的清洗方法有機械清洗法和化學清洗法，不管使用哪種方法，費用都非常昂貴。就效果而言也只是治標不治本，不但給生產(chǎn)造成了影響，同時存在磨損腐蝕設備、污染區(qū)域環(huán)境、損害工人健康等一系列問題。與傳統(tǒng)除垢方法有著本質(zhì)區(qū)別的超聲波防垢除垢設備，因具有在線連續(xù)工作、自動化程度高、工作性能可靠、無環(huán)境污染、運行費用低等特點，已廣泛用于換熱器及其管道中的防垢與除垢。
換熱器的超聲波除垢原理
超聲波除垢是一種機械震動在介質(zhì)中傳播過程，超聲波頻率高，波長短。超聲波除垢設備主要由超聲波發(fā)生器、傳聲系統(tǒng)和換熱器管道內(nèi)的換能器等組成。超聲波防垢主要是利用超聲波功率聲場處理流體，使流體中的垢物質(zhì)在超聲波作用下，理化指標和形態(tài)產(chǎn)生變化，使成垢分散、松散、粉碎、脫落，不容易附著在管壁上，從而達到了換熱器防垢除垢的效果，改善并提高了熱傳導效率。超聲波的防垢除垢的原理主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1）空化作用：超聲波的能量對被處理流體介質(zhì)直接產(chǎn)生大量的空穴和氣泡，當這些空穴和氣泡破裂和擠壓時，產(chǎn)生一定范圍的強大的壓力峰，局部的壓力峰可達上千個大氣壓，成垢物質(zhì)在壓力峰作用下，粉碎懸浮于水中，并使已生成的垢層破碎使其易于脫落，這樣達到超聲波除垢的目的。
2）活化作用：超聲波在流體中產(chǎn)生“空化”作用，提高流動流體和成垢物質(zhì)的活性，破壞垢類生成和在換熱器管壁沉積的條件，使成垢物質(zhì)在流體中形成分散沉積體而不在管壁上形成硬垢，這樣達到超聲波防垢的目的。
3）剪切作用：超聲波幅射在垢層和管壁上及水中，由于對超聲波頻率響應不同，三者產(chǎn)生不同步的振動，因此產(chǎn)生高速的相對運動。由于速度差形成垢層與換熱器管壁界面上的相對剪切力，從而導致垢層產(chǎn)生疲勞而松脫，這樣達到超聲波除垢的目的。
4）抑制作用：通過超聲波的作用改變流體主體的物理化學性質(zhì)，能抑制水中離子在壁面處的成核和長大。因此，減少粘附于換熱器面上成垢離子的數(shù)量。實踐研究證明，超聲波作用時間越長防止成垢物質(zhì)結(jié)垢效果越佳?？傊?，水在超聲波作用下，當超聲波能量足夠大時，即“功率超聲”能夠在常溫、常壓的環(huán)境條件下，使傳導介質(zhì)中產(chǎn)生短促的，局部的，極大的高溫、高壓、高強電場的極端物理環(huán)境，流體會產(chǎn)生所謂的“聲空化效應”從而引發(fā)許多的力學、物理、化學、生物等效應，達到流體中超聲波防垢、除垢目的。
換熱器超聲波除垢的優(yōu)勢
1）利用超聲波防垢除垢后，不需要做定期的化學除垢，因為超聲波除垢和防垢是同步進行的，有垢除垢，無垢防垢，長期無后顧之憂。
2）傳統(tǒng)的停工清垢，常常是計劃外的停工，裝置局部停工或設備切換條件下運行，不但給正常生產(chǎn)產(chǎn)生影響，還會產(chǎn)生計劃外的費用，而利用超聲波防垢除垢，完全是在線進行，與生產(chǎn)毫不沖突，使得生產(chǎn)環(huán)節(jié)更加的穩(wěn)定可靠，降低了不必要的停機時間。
3）節(jié)能效果顯著，平均節(jié)能30%，并且與其他方式相比，延長了換熱器使用壽命，避免了除垢停工停產(chǎn)造成的損失。利用超聲波除垢為企業(yè)節(jié)省了費用開支，創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。
4）超聲波防垢除垢完全是物理過程，不需要使用任何化學藥劑，無腐蝕、無污染，對操作人員的健康以及換熱器無任何損害，具有較好的社會效益。
5）利用超聲波防垢除垢低功耗，運行費用低，可在線連續(xù)工作，實現(xiàn)了全自動化，無須設崗專人操作。
總之，超聲波防垢除垢設備具有既能防止積垢的形成，又能破壞已有積垢的雙重作用。經(jīng)長期實踐證明，這一技術(shù)是現(xiàn)代除垢中實效，科學的方法，其推廣價值在環(huán)保節(jié)能、提高工效、降低成本等諸方面具有廣泛的意義。