Приспособление для предупреждения образования накипи в котлах Советский патент 1947 года по МПК C02F5/00 C02F1/46 C23F15/00 C02F5/00 C02F101/10 

Целью настоящего изобретения является обеспечение эффективной борьбы с накипеобразованием в паровых котлах путем использования кинетической энергии проходящего по трубопроводам пара, которая при трении пара о специально установленные острия преобразовывается в электростатический заряд, сообщающий отрицательный потенциал стенкам котла.

Применявщиеся до сих пор чисто электрические методы борьбы с накипью, включая и предлагаемый электростатический, в том виде, в каком он был оформлен на практике, обладают существенным недостатком, препятствующим во многих случаях их широкому применению. Этот недостаток заключается в том, что изолированные электроды, положительный потенциал которых обусловливает процесс выделения и укрепления частиц солей, выпадающих из котловой воды, сами быстро покрываются прочным слоем накипи и оказываются не в состоянии поддерживать между собой и стенками котла

разницу потенциалов, необходимую для нормального действия всего устройства. Для периодической очистки электродов требуется каждый раз вынимать их из котла, предварительно отключая и останавливая котел и спуская пар. Сложность очистки электродов не может оправдать всех преимуществ электрохимических способов защиты от накипи.

Универсальность и автоматичность предлагаемого способа определяется конструкцией приспособления, предназначенного для постоянного поддержания поверхности анодов в металлически чистом состоянии.

На фиг. 1 изображена часть продольного разреза по котлу с приспособлением, а на фиг. 2 - часть поперечного разреза по котлу.

В сухопарнике парового котла, из которого производится отбор пара, устанавливается пластина в виде медного диска А, снабженного шлифованными остриями а из нержавеющей стали.

Диск А устанавливается на изоляторе S, который крепится к телу

127

котла с помощью подвижного кронштейна с шарниром be. Диск А соединен проводниками flf из медной проволоки с неомываемыми водой элементами котла.

Для увеличения скорости нротекания пара мимо остриев а над последними установлен цилиндрический экран Е.

Действие описанного устройства основано на том, что пар, заключающий в себе значительное количество электроэнергии, ударяясь об острие диска А, передает ему электрические заряды. Последние, распространяясь через соединительные провода d по всей поверхности нагрева, заставляют твердые части, выпадающие из воды при кипении, соприкасаясь со стенками котла или трубами, заряжаться тем же родом электричества, что и стенки котла. Вследствие указанного обстоятельства эти частицы отталкиваются от одноименно заряженных элементов котла, накипь, не имея возможности осесть на стенки котла и трубной системы, должна агрегироваться и собираться на поверхности воды, постепенно осаждаясь на грязевое кольцо, откуда она может быть удалена при помощи продувки котла.

Старая затвердевшая накипь под действием электрического тока, проходящего между стенками котла и диском А через воду и слой пара над ней, не являющегося в данном случае в силу ряда причин изолятором, постепенно разрыхляется и, отставая от стенок котла, падает на дно его в виде ила, легко удаляемого при продувке.

Необходимо подчеркнуть, что успешное применение такого метода борьбы с накипеобразованием зависит прежде всего от плотности контактов у проводников и от абсолютной чистоты металлической поверхности игольчатых электродов-остриев. Работа этих электродов оказывается наиболее эффективной и устойчивой при условии изготовления их из нержавеющего металла с хорошо отшлифованной поверхностью, не подвергающейся окислению. Для обеспечения абсолютно глад128

кой поверхности остриев их необходимо после установки на пластине повторно отшлифовать на полную длину, вплоть до места их крепления. С физико-химической точки зрения процесс накипеосаждения в данном случае должен был бы протекать следующим образом: под действием помещенных внутри котла электродов, непрерывно сообщающих положительный заряд защищаемой поверхности, взвешенные в кипящей воде частицы накипи, в силу так называемого явления электрофореза, должны стремиться к положительно заряженным полюсам и осаждаться на них, одновременно укрупняясь в своих размерах.

Однако хорошо шлифованные боковые поверхности остриев не могут удерживать оседающих на них частиц и последние, постепенно утяжеляясь, должны спадать с них на дно котла, не сцепляясь со стенками его в силу своей достаточной укрупненности (аналогично механизму действия многих антинакипинов).

Несмотря на тщательную полировку игл, осадок, состоящий из мельчайшей взвеси нерастворимых солей, должен постепенно покрыть тончайшим, но электрически достаточно плотным (в смысле изоляционных свойств) слоем активную часть электродов и, увеличив в результате этого их электрическое сопротивление, снизить эффект выделения накипи.

Для предотвращения этого явления диск А с остриями, играющий роль центрального положительного электрода, может быть путем поворота вокруг шарнира с помощью выведенной из парового пространства штанги В опрокинут и погружен в воду для очистки. На это время включаются в работу один или несколько вспомогательных хорошо электрически заизолированных (g-g) электродов, установленных немного ниже нормального уровня воды в специальных люках.

Каждый электрод состоит из центрального металлического стержня Л/ с флянцем и имеющей нарезку части т, проходящей через крышку соответствующего люка. Стержень элек