Способ очистки теплообменника от накипи Советский патент 1992 года по МПК F28G9/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способам очистки тепло- обменных аппаратов от накипных отложений, и является усовершенствованием изобретения по авт.св.№ 1499086,

Цель изобретения - повышение эффективности процесса очистки теплообменника от накипи.

Изобретение осуществляется следующим образом.

После резкого снижения давления в теплообменнике, осуществляемого по известному способу в момент стабилизации величины рН газонасыщенного водного раствора, резко производят повышение давления путем подачи в теплообменник двуокиси углерода с максимально возможной скоростью до давления не ниже первоначально установленного максимального давления, например путем сообщения теппообменника с баллоном со сжатой С02. Причем, знакопеременные изменения давления производят в теплообменнике полностью заполненном газонасыщенным водным раствором. Такое решение обеспечивает повышение эффективности процесса очистки за счет создания и развития дополнительных очагов разрушения накипи без существенного увеличения эксплуатационных затрат.

Вначале, при резком сбросе давления, выделяющиеся из газонасыщенной жидкости (и в первую очередь в местах дефектов накипи) пузыри растут, так как давление газа в них выше, чем в окружающей жидкости, Пузыри расширяются и деформируют вокруг себя накипь. Причем разрушение накипи происходит по плоскостям спайности кристаллов, т.е. в потенциально слабых местах. Здесь же зарождаются и начинают развиваться усталостные трещины, приво ч

-N

XI

со ел

О

кэ

дящие к разрушению накипи и ее отслаиванию от поверхности нагрева.

При последующем резком повышении давления, осуществляемом путем отсечения теплообменника от.зоны пониженного давления и быстрого его сообщения с зоной повышенного давления (с баллоном со сжатой С02), давление в пузырьках становится меньше, чем в окружающей жидкости. Внешнее давление, воздействуя на пузырьки, начинает противодействовать им, вынуждая вновь растворяться содержащийся в пузырьках газ. Процесс, набирая скорость, идет в обратном направлении и наконец пузырьки схлопываются, что приводит к возникновению ударно волновых воздействий микрообъемов агрессивной жидкости на накипные отложения. Эти ударные воздействия, воспринимаемые поверхностью накипи, в свою очередь создают и в дальнейшем развиваются дополнительные очаги ее разрушения. Процесс очистки от накипи прогрессируют, так как в области образования и последующего схлопывания газовых пузырьков возникают многократно повторяющиеся импульсы напряжения, приводящие к усталости и разрушению этих участков накипи. Такому комбинированному воздействию, как правило, вначале подвергаются менее прочные участки накипи, т.е. участки, имеющие поверхностные дефекты {поры, трещины или очаги эрозионного разрушения), в которых в первую очередь образуются и схлопываются газовые пузырьки. Затем разрушение распространяется и на остальные участки накипи.

На чертеже приведен пример устрейст- ва, реализующего предложенный способ очистки теплообменника от накипи.

Устройство содержит собственно теп- лообъемнный аппарат 1 с секущими клинке- тами 2 на трубопроводах подвода и отвода циркуляционной воды, рабочий насос 3 и водогазовый эжектор А для насыщения воды в теплообменнике двуокисью углерода, клапаны 5 для подключения насыщающей установки к теплообменнику, мановакуум- метр 6, невозвратно-запорный клапан 7 для подвода С02 к эжектору, баллон 8 со сжатой С02, на котором установлен газовый редуктор 9, электромагнитные клапаны 10 и 11, сообщающие теплообменник соответственно с атмосферой и с баллоном со сжатой С02, лампочки 12 и 13, сигнализирующие об открытии электромагнитных клапанов, реле давления 14, сообщенное с водяным объемом теплообменника и электрически связанное с электромагнитными клапанами, манометр 15 для контроля давления в теплообменнике и тумблер 16 для подачи электропитания на реле давления..

После полного заполнения теплообменника 1 водой закрывают секущие клинкеты

2, изолируя таким образом водяной объем теплообменника от штатной циркуляционной системы. Открывают клапаны 5 и запускают в действие рабочий насос 3, подающий воду из теплообменника на водо0 газовый эжектор 4. Убедившись по манова- куумметру б в нормальной работе эжектора (т.е. в создании вакуума во всасывающей камере), открывают невозвратно-запорный клапан 7 и редуктором 9 на баллоне с С02 8

5 устанавливают давление подачи двуокиси углерода к эжектору порядка 0,03-0,05 МПа (0,3-0,5 кгс/см2). Таким образом производят насыщение воды в теплообменнике двуокисью углерода. Продолжительность насы0 щенияопределяютвременем

двух-трехкратной замкнутой циркуляции водогазовой смеси через теплообменник, исходя из производительности рабочего насоса, характеристик водогазового эжектора

5 и количества воды в теплообменнике.

Затем останавливают рабочий насос 3 и газовым редуктором 9 устанавливают давление подачи двуокиси углерода на уровне максимально возможного для данного теп0 лообменника. например 0,4 МПа (4,0 кгс/см ) Контроль за давлением о теплообменнике производят по манометру 15 Теплообменник выдерживают при максимальном давлении до стабилизации

5 величины рН газонасыщенного водного раствора. На этом этапе, при контакте накипи с раствором угольной кислоты, происходит частичное растворение накипи и зарождение в ее контактирующем слое по0 верхностных дефектов, через которые газо- насыщенный агрессивный раствор проникает под слой накипи к поверхности нагрева.

После стабилизации величины рН за5 крывают клапаны 5, невозвратно- запорный клапан 7 с тумблером 16 подают электропитание на настроенное соответствующим образом реле давления 14. При этом происходит открытие электромагнитного клапана

0 10, сообщающего теплообменник с атмосферой, что приводит к резкому сбросу давления в теплообменнике до давления окружающей среды. Следующее за этим мгновенное газовыделение из моющего

5 раствора и в первую очередь в местах дефектов накипи вызывает ее разрушение и отслаивание от поверхности нагрева.

В момент достижения давления втепло обменнике уровня давления окружающей

среды закрывается электромагнитный клапан 10 и тут же открывается клапан 11. сообщающий теплообменник с баллоном со сжатой С02. Происходит резкэе повышение давления в теплообменнике до первоначально установленного максимального дав- ления, что вызывает схлопывание образовавшихся газовых пузырьков, приводящее в свою очередь к ударному воздействию микрообъемов моющей жидкости на накипные отложения. Это процесс сопровождается дальнейшим обширным разрушением накипи. Моменты открытия соответствующих электромагнитных клапанов контролируются при этом по сигнальным лампочкам 12 и 13. Продолжительность такой обработки теплообменника подбирают экспериментально для каждого конкретного случая, в зависимости от рабочего перепада давления, частоты его изменения и фазового состава накипи.

После полной очистки теплообменника от накипи выключают тумблер 16 подачи электропитания на реле давления 14, что приводит к закрытию электромагнитных клапанов 10 и 11. Затем открывают клинкет- ные клапаны 2 и промываюттеплообменник водой от штатного циркуляционного насоса для удаления осколков разрушенной накипи.

Для более быстрого повышения давления в теплообменнике до максимального уровня, перед включением тумблера 16 производят регулировку газового редуктора 9 таким образом, чтобы скорость подачи двуокиси углерода в теплообменник была максимально возможной, исходя из конкретных условий.

При реализации изобретения в качестве насыщающего газа, кроме С02, возможно

использованиеS02.N02.H2S,их смесей или продуктов сгорания органических топлив, т.е. таких газов, которые, растворяясь в воде, вступают с ней в реакцию с одновременным образованием агрессивных к накипи соединений и растворов, обладающих большим избыточным газосодержанием.

Осуществление предлагаемого способа приводит к повышению качества очистки теплообменника от накипи без существен- ного увеличения эксплуатационных затрат, что в итоге повышает его эффективность по сравнению с известным способом. Формула изобретения

1.Способ очистки теплообменника от накипи по авт.св. 1499086, отличающий с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки, после снижения давления производят повышение-давления путем подачи в теплообменник двуокиси углерода с максимально возможной скоростью до давления не ниже первоначально установленного максимального давления.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что знакопеременные изменения давления производят в теплообменнике полно- стыо заполненным газонасыщенным водным раствором.

3.Способ по п,1,отличающийся тем, что в качестве насыщающего газа дополнительно используют SOa, N02, N28 и продукты сгорания органических топлив.

В атмосферу За. борт

О Г

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способам очистки тепло- обменных аппаратов от накипных отложений, и является усовершенствованием изобретения по авт.св.Ь 1499086. Цель изобретения - повышение эффективности процесса очистки теплообменника от накипи. После резкого снижения давления в теп- лообменнике в момент стабилизации величины рН газонасыщенного водного раствора, резко производят повышение давления путем подачи в теплообменник двуокиси углерода с максимально возможной скоростью до давления не ниже первоначально установленного максимального давления. Знакопеременные изменения давления производят в теплообменнике, полностью заполненном газонэсыщенным водным раствором. В качестве насыщенного газа, кроме С02, возможно использование S02. N02, HaS, их смесей или продуктов сгорания органических топлив. 2 з п.ф-лы, 1 ил. (Л С

.

Y

Вода от циркуляционного насоса