Новейшая технология по предотвращению образования накипи в теплообменных устройствах

0
107
 
Колебания ультразвука воздействуют на толстый слой накипи, образуют в нем микротрещины и способствуют удалению его с поверхности теплообменника. А при воздействии ультразвука на воду происходит дробление образующихся в воде кристаллов солей, что не позволяет им достичь размеров, необходимых для образования осадочных отложений. 

Область применения 

Одним из самых основных направлений среди технических мероприятий развития теплоэнергетики является внедрение энергосберегающих технологий. Уменьшение поставок природного газа, в том числе и в сектор муниципального теплоснабжения, прогнозируемое в несколько раз увеличение цен на газ, и не менее серьезное повышение тарифов на тепло, приводит к повышению востребованности энергосберегающих технологий. Об энергосбережении в малой энергетике расскажем на примере опыта (применение ультразвуковой технологии предотвращения образования накипи на теплообменном оборудовании). 

Наша технология основана на возбуждении ультразвуковых (УЗ) колебаний, распространяющихся по поверхности теплообменника или в толще воды. 

Основной механизм определяется способом передачи УЗ волн от излучателя ультразвука к возбуждаемой среде. Наиболее оптимальным для кожухотрубных водонагревателей является сварное соединение излучателей с трубной доской нагревателя. В конечной счете УЗ колебания распространяются по трубной доске, передаваясь через сварные или вальцованные соединения на трубный пучок, препятствуя осаждению на поверхности теплообменника накипи или отложений иного происхождения, например, органики. В случае же, если используются паровые или водогрейные котлы излучатели привариваются на барабаны и коллектора боковых и заднего экранов, обеспечивая защиту от накипи наиболее высокотемпературных участков котлов. Для пластинчатых теплообменников предпочтение отдается формированию УЗ колебаний в толще воды, что достигается путем некоторых изменений конструкции излучателей. 20 – 25 кГц составляет частота вынужденных ультразвуковых колебаний и выбрана по результатам долгих и многочисленных исследований, как оптимальная для предотвращения образования отложений и не оказывающая негативного влияния на сварные и вальцованные соединения. 

Работа, проводимая по производству и установке противонакипного оборудования, основана на хороших результатах, полученных с помощью серийно выпускаемых ранее противонакипных устройств УЗУ-1 «Акустик». В то же время у части специалистов, применявших ранее противонакипные устройства, сложилось неблагоприятное к ним отношение. Это вызвано тем, что в 80-х годах заводом в г. Рустави (Грузия) и некоторыми другими предприятиями было выпущено и внедрено в теплоэнергетике большое количество маломощных ультразвуковых устройств. Проведенные измерения характеристик этих устройств показали крайне низкий уровень излучаемых УЗ колебаний в требуемом диапазоне частот. Излучаемая ими энергия «размазана» по спектру, а основная ее часть приходится на область звуковых частот, не влияющих на предотвращение образования накипи. Эффективное применение этих устройств возможно лишь в весьма ограниченном ряде случаев, при невысоких значениях карбонатной жесткости и выходной температуры нагреваемой воды. 

Акустические противонакипные устройства отличаются от устаревших устройств увеличенной в десятки раз мощностью полезного сигнала. Так же другим плюсом устройств является заниженный уровень излучения в области звуковых частот. Хотя во многих тепловых пунктов и котельных шум двигателей и насосного оборудования маскирует работу АПУ, уменьшение воспринимаемого на слух помехового фона работающих противонакипных устройств целесообразно и с удовлетворением воспринимается заказчиками. 

Опыт использования 

Наша технология по предотвращению образования накипи позволяет получить качественные показательные результаты работы за совсем небольшое время. Эффективность применения АПУ проявляется в большей мере на кожухотрубных теплообменниках системы ГВС с артезианской водой, карбонатная жесткость которой составляет 5-7 мг-экв/литр, при выходной температуре нагреваемой воды до 80 °С. Теплообменник в таком режиме требует ежемесячной остановки для проведения очистки теплообменных поверхностей. Толщина слоя накипи, образующегося за месяц работы теплообменника, достигает 3-4 мм. Оснащение этих нагревателей АПУ приводит к увеличению срока работы нагревателя между его вынужденными остановками для проведения очистки. 

Показательным преимуществом является увеличение срока работы теплообменного оборудования (нагреватели, испарители, деаэраторы, охладители, котлы и т.д.) между его вынужденными остановками, но не единственным преимуществом акустических противонакипных устройств. Достаточный экономический эффект от их внедрения, полученный на нагревателях системы ГВС муниципального теплоснабжения, дает возможность высоко оценить перспективу дальнейшего применения АПУ. 

Нормальному протеканию процесса теплообмена препятствует нарастающий слой накипи из-за своей низкой теплопроводности, вызывая при этом уменьшение температуры нагреваемой воды на выходе нагревателя. Поддержание температуры нагреваемой воды на определенном уровне достигается при помощи увеличения расхода теплоносителя, что и приводит к экономическим потерям. 

Эксперимент по определению эффективности применения акустических противонакипных устройств был проведен нами. Это предприятие уделяет достаточно внимания внедрению различных энергосберегающих технологий и оценке их эффективности, что конечно способствует выходу его в лидеры по КПД применяемого теплового оборудования. 

Так же для определения эффективности АПУ контролируется расход количества тепла на восьми тепловых пунктах. Эксперимент проводился в течение одного года. Все ТП были снабжены электромагнитными счетчиками количества тепла и оборудованием автоматического поддержания температуры нагреваемой воды на заданном уровне. На нагреватели системы ГВС на семи тепловых пунктах были установлены акустические противонакипные устройства, восьмой ТП рассматривался в качестве контрольного. Зарегистрировано устойчивое снижение расхода теплоносителя на всех ТП, оборудованных противонакипными устройствами,. 

Преимущества 

Итак, применение ультразвуковой технологии предотвращения образования накипи позволяет нам получать качественные результаты – увеличение срока работы теплообменного оборудования между его вынужденными чистками, что значительно облегчает эксплуатацию и в конечном итоге приводит к увеличению срока его службы. Но наиболее знаимыми преимуществами применения акустических противонакипных устройств являются: 
1. Уменьшение расхода теплоносителя и уменьшение гидравлических и тепловых потерь, экономия электроэнергии, потребляемой насосами; 
2. Обеспечение паспортной производительности теплообменного оборудования; 
3. Возможность уменьшения площади теплообменной поверхности нагревателей (при проектировании); 
4. Снижение температуры обратной сетевой воды при установке на действующее оборудование. 

Одной из рекомендованных энергосберегающих технологий является ультразвуковая технология и она может применяться самостоятельно. Но наибольшая эффективность от ее внедрения достигается при помощи параллельного оснащения теплообменного оборудования контрольно-измерительной аппаратурой и автоматикой, при условии рассмотрения энергосберегающих технологий и учета потребления и отпуска тепла как единого направления в ряду технических мероприятий по развитию теплоэнергетики.  //www.vemiru.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.