СПОСОБ ЗАЩИТЫ И ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ И ЦВЕТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2011 года по МПК B08B9/08 

Изобретение относится к области защиты и очистки внутренней поверхности любых материалов от отложений и может быть использовано для защиты и очистки внутренних поверхностей нагрева водоподогревателей и/или паровых, и/или водогрейных котлов, и/или разводящей теплосети от накипи и шлама путем воздействия электромагнитными полями.

Известен способ магнитной обработки жидкости, включающий воздействие на поток жидкости поперечным магнитным полем, создаваемым магнитной системой, которую перемещают в направлении, перпендикулярном направлению движения жидкости, и направлению силовых линий магнитного поля (SU 1537647 А1, МПК⁷ C02F 1/48, C02F 103:02, 23.01.1990).

Однако известный способ не может обеспечить надлежащую очистку от накипи на внутренних поверхностях парового, теплообменного и водогрейного оборудования, так как предусматривает лишь магнитную обработку воды.

Известен способ защиты и очистки внутренней поверхности ферромагнитных материалов от отложений, заключающийся в воздействии на ферромагнитную поверхность парового и/или теплового, и/или водогрейного оборудования импульсным электромагнитным полем для создания эффекта магнитострикции. Способ очистки поверхности теплообменных аппаратов из ферромагнитного материала заключается в том, что очищаемую поверхность подвергают воздействию переменного магнитного поля, вызывая эффект магнитострикции. При уменьшении переменного магнитного поля от величины индукции насыщения и остаточной индукции возникает магнитострикционный эффект, то есть периодическое расширение и сжатие поверхности. В ферромагнитном материале создаются продольные колебания (SU 1542646 А1, МПК⁵ В08В 7/02, 15.02.1990).

Недостатком известного способа является ограничение использования его только для очистки поверхностей, а также сложность технической реализации способа.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является способ защиты и очистки внутренней поверхности ферромагнитных материалов от отложений, заключающийся в воздействии на ферромагнитную поверхность парового и/или теплового, и/или водогрейного оборудования импульсным электромагнитным полем для создания эффекта магнитострикции, согласно изобретению, одновременно с эффектом магнитострикции осуществляют магнитную обработку воды на питающем трубопроводе оборудования импульсным электромагнитным полем, причем импульсное электромагнитное поле для эффекта магнитострикции и магнитной обработки воды создают за счет воздействия пачек импульсов с частотой 0,1-10 Гц, кроме того, импульсное электромагнитное поле создают разнополярными пачками импульсов (RU 2167728 С1, МПК⁷ В08В 7/02, В08В 3/10, F28G 7/00, 27.05.2001).

Недостатком известного способа является необходимость наличия двух групп приборов для создания различных воздействий. Первая группа - для магнитной обработки воды, а вторая группа - для создания эффекта магнитострикции. Кроме этого - узкий спектр частотного и амплитудного воздействия.

Задачей изобретения является защита и очистка внутренней поверхности теплоэнергетического оборудования и труб из ферромагнитных и цветных материалов от отложений, а также обеспечение в процессе защиты и очистки поверхности любых материалов от отложений комплексного воздействия путем магнитоимпульсной обработки воды до поступления ее в паровое и/или теплообменное, и/или водогрейное оборудование и создания эффекта магнитострикции на межатомном уровне на его рабочих поверхностях за счет воздействия импульсного электромагнитного поля, создаваемого пакетами импульсов разной амплитуды, модулируемого на продольные волны в системе отопления и горячего водоснабжения.

Достигается это тем, что в способе защиты и очистки внутренней поверхности от отложений, заключающемся в воздействии на теплообменную поверхность парового, и/или теплообменного, и/или водогрейного оборудования импульсным электромагнитным полем, причем импульсное электромагнитное поле для эффекта магнитострикции на межатомном уровне и магнитной обработки воды создают за счет воздействия пакетов импульсов с частотой 0,1-50 Гц разной амплитуды, модулируемых на продольные волны в системе отопления и горячего водоснабжения.

Эффект электронно-электромагнитострикции на межатомном уровне создают продольные волны, промоделированные пакетами импульсов.

Сущность изобретения заключается в том, что в оборудование поступает вода, предварительно обрабатываемая на питающем трубопроводе. Эта вода усиливает воздействие на внутреннюю поверхность оборудования, которое одновременно подвергается воздействию магнитострикции на межатомном уровне.

Получается суммарный эффект двух видов воздействий, причем он усиливается за счет импульсного воздействия пакетами импульсов разной амплитуды.

Сравнение предлагаемого способа с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию «новизна», а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Проведенные испытания подтверждают возможность широкого промышленного использования.

Способ защиты и очистки внутренней поверхности любых материалов от отложений заключается в воздействии на поверхность парового и/или водогрейного, и/или теплообменного оборудования импульсным электронно-электроманитным полем для создания эффекта магнитострикции на межатомном уровне. Защиту и очистку оборудования от отложений осуществляют на объектах во время эксплуатации, кроме того, при этом обеспечивают защиту от коррозии путем создания на поверхности очищаемого оборудования тонкого слоя магнетита.

Особенностью изобретения является то, что импульсное электронно-электромагнитное поле для эффекта магнитострикции на межатомном уровне и магнитной обработки воды создают за счет воздействия пакетов импульсов с частотой 0,1-50 Гц разной амплитуды, модулируемых на продольные волны в системе отопления и горячего водоснабжения.

Группу электронно-электромагнитных устройств, предназначенных для магнитоимпульсной обработки воды для разрушения накипи и шлама и препятствия в дальнейшем накипеобразования, устанавливают на питающий трубопровод котла или теплообменника через теплоизоляционную арматуру для создания эффекта магнитострикции на межатомном уровне. В результате чего происходит дробление, отслаивание, частичное превращение в сметанообразную массу солей накипи и частичное растворение ее намагниченной водой, что позволяет удалять ее в процессе продувок и дренирования. Кроме того, защищает очищаемую поверхность от коррозии путем образования тонкого слоя магнетита.

Такой способ комплексного воздействия на каждое защищаемое паровое, теплоэнергетическое и теплообменное оборудование теплоэнергетического объекта позволяет очищать поверхности нагрева этого оборудования и препятствовать в дальнейшем образованию накипи весь период эксплуатации.

На фиг.1 показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

На фиг.2 - временные диаграммы пакетов импульсов разной амплитуды.

Устройство содержит формирователи импульсов разной амплитуды 1, 2 и электромагниты 3, 4. Для передачи магнитных импульсов на питающий трубопровод 5 служит сердечник 6.

Устройство устанавливают на сердечник 6, приваренный к трубопроводу 5, и зажимают гайкой 7 через теплоизоляционную шайбу 8 через теплоизоляцию 9.

Электронные электромагниты 3,4 устанавливают на питающий трубопровод 5 котла и/или теплообменника и служат для магнитоимпульсной обработки воды, причем электромагнит 4 работает в противофазе (сдвиг питающего напряжения на 180°) с электромагнитом 3. Количество пар электромагнитных устройств определяется количеством защищаемого теплоэнергетического и теплообменного оборудования в одной котельной, центральном тепловом пункте (ЦТП).

Питание электромагнитов осуществляется от однофазной сети переменного тока через формирователи импульсов разной амплитуды. Электромагниты установлены на трубопроводы и очищаемые поверхности, изготовленные из ферромагнитных материалов. Такое сочетание признаков дает возможность не только очищать поверхность, но и обрабатывать воду магнитными полями для защиты поверхностей нагрева от накипи.

Устройство работает следующим образом:

Переменный ток промышленной частоты при помощи формирователя импульсов разной амплитуды преобразуется в пакеты импульсного тока разной амплитуды и частотой 0,1-50 Гц и поступает на электромагниты, которые преобразуют их в импульсные магнитные поля, под воздействием которых в трубопроводах происходит магнитная обработка воды, а на очищаемых поверхностях нагрева возникает магнитострикционный эффект.

Магнитная обработка воды и последующее создание эффекта магнитострикции за счет воздействия пакетов импульсов с частотой 0,1-50 Гц разной амплитуды, модулируемых на продольные волны в системе отопления и горячего водоснабжения, обеспечивает защиту оборудования от отложения накипи и шлама.

Величина индукции В на очищаемых поверхностях нагрева может достигать 150 мТ. В результате этого происходит дробление и растворение в намагниченной воде солей, что существенно снижает интенсивность их роста на рабочей поверхности нагрева теплообменных аппаратов и в дальнейшем защищает оборудование от накипи.

Эффект магнитострикции усиливается за счет работы формирователей в противофазе (сдвиг питающего напряжения на 180°).

Таким образом, в предлагаемом способе реализуется поставленная техническая задача.

Изобретение относится к теплоэнергетике и касается способа защиты и очистки внутренней поверхности от отложений и может быть использовано для защиты и очистки внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования и труб из ферромагнитных и цветных материалов от отложений. Воздействуют на внутреннюю поверхность парового и/или водогрейного, и/или теплообменного оборудования, и/или разводящих теплосетей для создания эффекта магнитострикции на межатомном уровне на поверхностях нагрева и теплообмена оборудования, для магнитоимпульсной обработки воды электронно-электромагнитным импульсным полем, путем воздействия пакетами импульсов с частотой 0,1-50 Гц. Изобретение позволяет осуществить очистку поверхностей и в дальнейшем препятствует образованию накипи на весь период эксплуатации за счет образования на внутренней защищаемой поверхности тонкого слоя магнетита, который также защищает внутреннюю поверхность от образования коррозии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ защиты и очистки внутренней поверхности теплоэнергетического оборудования и труб из ферромагнитных и цветных материалов от отложений, включающий комплексное воздействие путем магнитоимпульсной обработки воды до поступления ее в паровое и/или теплообменное, и/или водогрейное оборудование и создание эффекта магнитострикции на межатомном уровне на его рабочих поверхностях за счет воздействия импульсного электромагнитного поля, создаваемого пакетами импульсов разной амплитуды, модулируемого на продольные волны в системе отопления и горячего водоснабжения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнитоимпульсную обработку воды осуществляют одной группой электромагнитных устройств (2 и более), эффект магнитострикции на межатомном уровне создают продольными волнами, промоделированными пакетами импульсов, причем продольные волны промодулированы пакетами импульсов разной амплитуды и с частотой 0,1-50 Гц, кроме того, эффект магнитострикции усиливают за счет работы двух и более электронно-электромагнитных устройств, работающих в противофазе (сдвиг питающего напряжения на 180°).