×
09.04.2020
220.018.137c

Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к теплоснабжения гражданских и промышленных зданий и сооружений. Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения заключается в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включаемыми в стандартную промышленную электросеть, и подаче носителя через нагреватель. Трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектрическими патрубками от тепловой сети, обеспечивают электрические характеристики катушек индуктивности на требуемую тепловую производительность, присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость, активное электрическое сопротивление и индуктивность, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют их экспериментально, образуют ими резонансный LCR-колебательный контур, включают на постоянную работу, прокачивают теплоноситель через нагреватель, воздействуя на него резонансным переменным электромагнитным полем, повышают pH с кислотного на щелочное число, изменяя физико-химическое взаимодействие теплоносителя с железом металла труб и предотвращают коррозию их внутренних поверхностей. Использование способа позволит исключить корродирование внутренних поверхностей стальных труб теплоснабжения и увеличить срок их службы свыше 30 лет.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к теплоснабжению гражданских и промышленных зданий и сооружений.

Подача жидких теплоносителей широко используется для различных целей, в том числе для водяного отопления зданий и сооружений во многих странах, особенно северного полушария. Однако при эксплуатации систем теплоснабжения происходит корродирование внешних и внутренних поверхностей наиболее часто применяемых трубопроводов из железоуглеродных сталей, как из-за внешних воздействий, так и из-за особенностей транспортируемой жидкости. Коррозия – неизбежный, естественный процесс окисления железа, т.е. образования его окислов: закиси - FeO, окиси - Fe2O3, их комплекса Fe3O4 и гидроокиси Fe(OH)2. Последняя со временем темнеет и накапливается в трубах в виде порошка черного цвета.

Результат корродирования – коррозия, коррозионное поражение поверхностей деталей, вызывающее ежегодные потери миллиона тонн сталей. Коррозионные разрушения приводят к протечкам из водопроводов, а в некоторых случаях – к выходу из строя машин, оборудования, строительных конструкций, к их авариям. Сохранить работоспособность трубопроводов, конструкций, сооружений из стали можно только противокоррозионной защитой (БСЭ. 1973 г., т. 13, с. 214-216)

Известно, что для защиты от коррозии стальных деталей издавна широко применяются различные способы, например, покрытие пленками холодным и горячим цинкованием, хромированием, никелированием, фосфатированием, нанесением красок, лаков, эмалей, битума, нанесение многих других искусственных и естественных органических и не органических веществ по сложной, порой трудоемкой технологии. По другим приемам в воду циркулирующих систем вводят ингибиторы, образующие на поверхностях металлов плёночное покрытие. Однако проблема длительной и надежной защиты трубопроводов, других деталей машин и оборудования, различных конструкций от корродирования нанесением покрытий полностью не решена и требуется периодическое их возобновление.

Близким к предлагаемому способу защиты от корродирования труб является способ электрозащиты применением катодной поляризации конструкций в электропроводной среде, или так называемая катодная защита станциями катодной защиты (СКЗ) или станциями электродной защиты. При этом на защищаемый трубопровод подают отрицательный потенциал от источника постоянного тока, трубопровод приобретает отрицательный заряд и исполняет роль катода, а на заземленные электроды в зоне трубопровода подают положительный заряд от того же источника постоянного тока и электроды выполняют роль анода.

Недостатком известного способа является защита только наружных поверхностей подземных стальных сооружений.

С 1945 г. известен способ защиты внутренних поверхностей нагревательных водяных и паровых котлов от отложения солей (накипи) магнитной обработкой воды постоянным магнитным полем, например, от постоянных магнитов (БСЭ, 1974, т. 15, с. 172).

Магнитная обработка изменяет свойства водных растворов солей и суспензий, протекание коллоидно-химических процессов растворения и кристаллизации солей, ускоряет смачивание поверхностей деталей, адсорбцию на них поверхностно-активных веществ, что в целом уменьшает отложения солей (накипи) в трубопроводах.

Недостатком известного способа обработки воды является то, что действие магнитного поля распространяется лишь на коротком участке водопотока, обеспечивает в воде лишь разрушение кристаллогидратов некоторых металлов (Ca, Mg и др.), не обеспечивает защиту от коррозии труб теплоснабжения, удаленных от источников магнитного поля.

Известен способ (патент РФ № 2420362, МПК В 08 В 9/08, 2008) защиты и очистки от отложений вну-тренней поверхности труб теплоэнергетического оборудования (парового, водогрейного, теплообменного оборудования, разводящих теплосетей), изготовленных из ферромагнитных и цветных материалов. Согласно способу на внутреннюю поверхность труб воздействуют пакетами электромагнитных импульсов с частотой 0,1-50 Гц, создают эффект магнитострикции на поверхностях нагрева и теплообмена, производят магнитно-импульсную обработку воды, а на внутренней поверхности труб образуют тонкий слой магнетита, который также защищает внутреннюю поверхность труб от коррозии.

Недостаток известного способа заключается в том, что он требует специального электротехнического оборудования, создающего электромагнитное импульсное воздействие с частотой 0,1- 50 Гц, а действие оборудования локально, только в месте воздействия.

Наиболее близким к заявляемому к заявляемому способу является способ нагрева битума, принятый за прототип, осуществляемый в установке по авторскому свидетельству СССР № 1286671, МПК Е 01С 19/08,1985 г.).

Установка включает защитный корпус их ферромагнитного материала, три трубы, вертикально размещенные в корпусе, и нагревательные элементы из катушек индуктивности, осесимметрично смонтированные на каждой трубе. Катушки индуктивности подключают к промышленной электросети, способами, зависящими от вида соединения фаз электросети: треугольником или звездой.

Известный способ включает монтаж на стальные нагреваемые трубы катушек индуктивности, подключение их к промышленной электросети, непрерывный ввод в трубы нагреваемого материала, нагрев введенного материала электромагнитным воздействием катушек индуктивности, удаление нагретого материала из труб и циклическое повторение этих же операций.

Недостатком известного способа, реализуемого на установке по авторскому свидетельству № 1286671, МПК Е 01 С 19/08, является ограниченность применения только на прогрев вводимого в неё материала и малая производительность из-за циклической работы.

Технической задачей настоящего изобретения является предотвращение коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения при нагреве воды путем воздействия на трубы переменным электромагнитным полем от индукционных катушек, подключенных к стандартной промышленной электросети.

Технический результат способа заключается в исключении корродирования внутренних поверхностей стальных труб теплоснабжения при нагреве теплоносителя электромагнитным полем и в обеспечении срока их службы более 30 лет при норме 20 лет.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения, заключающийся в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включенными в стандартную промышленную электросеть, нагреве и подаче жидкости через нагреватель, согласно изобретению, трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектрическими патрубками от тепловой сети, обеспечивают электрические характеристики катушек индуктивности на требуемую тепловую производительность, присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость, активное электрическое сопротивление и индуктивность, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют их экспериментально, образуют ими резонансный LCR-колебательный контур, включают на постоянную работу, прокачивают теплоноситель через нагреватель, воздействуя на него резонансным переменным электромагнитным полем, повышают pH с кислотного на щелочное число, изменяя физико-химическое взаимодействие теплоносителя с железом металла труб и предотвращают коррозию их внутренних поверхностей.

Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения заключается в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включаемыми в стандартную промышленную электросеть. Трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектричекими патрубками от тепловой сети для защиты ее от электромагнитного воздействия. Рассчитывают электрические характеристики катушек индуктивности (индуктивность, сопротивление, емкость) на требуемую тепловую производительность. Присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость и активное электрическое сопротивление, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют экспериментально для достижения оптимальных характеристик LCR-колебательного контура. Образуют катушками нагревателя и дополнительными электрической емкостью и активным электрическим сопротивлением резонансный LCR-колебательный контур. Заполняют тепловую сеть теплоносителем (вода, антифриз и т.д.). Включают нагреватель и насос прокачки теплоносителя на постоянную работу. Электромагнитным полем нагревают теплоноситель и прокачивают его в тепловую сеть. Воздействие на теплоноситель переменным резонансным электромагнитным полем разрушает неустойчивую часть молекул воды и повышает pH с кислотного на щелочное число, изменяет физико-химическое воздействие теплоносителя на железо металла труб, тем самым предотвращается коррозия их внутренних поверхностей.

Реализация способа была осуществлена на предприятии ООО «Альтаир-П» в мик-рорайоне «Андреевка» г. Зеленоград Московской обл. (E-mail: altairps@mail.ru). Установка для обогрева помещений двух цехов предприятия «Альтаир-П» аналогична установки по а.с СССР № 1286671 и состоит из индукционного нагревателя цилиндрической и щитового пульта управления. Сам индукционный нагреватель состоит из опорного основания с защитным стальным цилиндром. Внутри цилиндра вертикально закреплены три стальные трубы. На каждой трубе вертикально намотаны по две последовательно соединенные катушки индуктивности с потребляемой мощностью по 2 кВт. Концы проводников всех катушек с трех труб выведены в щитовой пульт управления. Внизу и сверху трубы объединены общими входной и выходной трубами. Входная и выходная трубы присоединены к системе отопления предприятия «Альтаир-П» через диэлектрические патрубки. Насос прокачки воды через нагреватель смонтирован до входного патрубка.

Нагреватель управляется электрическими приборами, смонтированными в щитовом пульте. Здесь в электрическую сеть индукционных катушек нагревателя присоединены конденсаторы, катушки индуктивности и активное сопротивление, образующие с катушками нагревателя резонансный LCR контур. В пульте смонтированы также пускатель, присоединяющий LCR контур к внешней промышленной трехфазной электрической сети 380 В, а также температурное реле, задающее сигнал для включения пускателя на щитовом пульте. При снижении температуры воды до прокачивающего насоса к 15-30 градусов реле пульта включает пускатель и выключает его при достижении температуры входящей в нагреватель воды к 35-65 градусов.

Установка реализует способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения следующим образом.

Внешним пускателем подключают пульт управления нагревательной установки к промышленной электросети. Температурное реле запускает пускатель в пульте управления, пускатель присоединяет катушки индуктивности нагревателя, дополнительные катушки, конденсаторы и активные сопротивления резонансного LCR контура и электродвигатель насоса установки к промышленной электросети. Катушки индуктивности труб нагревают трубы и теплоноситель в них, а насос установки прокачивает теплоноситель в трубах системы отопления. Теплоноситель протекает в трубах нагревателя и пересекает магнитные силовые линии катушек индуктивности на трубах при резонансе LCR контура установки. Неустойчивая часть молекул воды подвергаются воздействию резонансного переменного электромагнитного поля, изменяет свои физико-химические свойства, повышается щелочное число воды с 6,5 до 7,5, изменяется характер её взаимодействия с железом труб и тем самым предотвращается их корродирование.

Когда температура воды перед насосом достигает необходимой температуры, температурное реле отключает пускатель щита управления, а тот отключает катушки индуктивности нагревателя и электродвигатель установки от электросети. Далее при снижении температуры теплоносителя перед насосом ниже 15-30 градусов установка запускается снова и далее так и работает в автономном режиме.

Таким образом, трубы системы отопления обоих цехов предприятия «Альтаир-П» площадью более 140 м2 благодаря резонансному электромагнитному воздействию на прокачиваемую воду с 1986 г. к 26.09.2019 г. не имеют признаков коррозии, т.е. более 32 лет. Но внутренняя поверхность труб покрыта черным налетом гидроокисей железа.

Прибором для электрохимического анализа серии Starter Pen Meters (Ph-meter) проведен контроль проб воды, взятой в работающей системе отопления ООО «Альтаир-П». Он показал, что вода перед входом в индукционный нагреватель имеет рН 6,95, а на выходе из него - рН 7,55, то есть, после нагревателя вода, подаваемая в систему отопления, приобретает щелочную реакцию. Аналогичный контроль воды из сети водоснабжения показал у холодной воды рН 6,59, а у горячей - рН 6,20, что еще раз подтверждает изменение свойств воды, прошедшей в индукционном нагревателе ООО «Альтаир-П».

Использование способа позволит исключить корродирование внутренних поверхностей стальных труб теплоснабжения и увеличить срок их службы свыше 30 лет.

Способ предотвращения коррозии внутренней поверхности стальных труб водяного теплоснабжения, заключающийся в электромагнитном воздействии на трубы катушками индуктивности, включенными в стандартную промышленную электросеть, и подаче носителя через нагреватель, отличающийся тем, что трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют диэлектрическими патрубками от тепловой сети, обеспечивают электрические характеристики катушек индуктивности на требуемую тепловую производительность, присоединяют к катушкам нагревателя дополнительные электрическую емкость, активное электрическое сопротивление и индуктивность, величины которых рассчитывают с учетом индуктивности катушек нагревателя, и корректируют их экспериментально, образуют ими резонансный LCR-колебательный контур, включают на постоянную работу, прокачивают теплоноситель через нагреватель, воздействуя на него резонансным переменным электромагнитным полем, повышают pH с кислотного на щелочное число, изменяя физико-химическое взаимодействие теплоносителя с железом металла труб и предотвращают коррозию их внутренних поверхностей.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 272 items.
13.01.2017
№217.015.8dba

Устройство определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их дозированного ограниченного кормления

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит задатчик времени (1), датчик расхода кормов (2), датчик живой массы животного или птицы (3), датчик расхода тепловой энергии (4), датчик расхода электрической энергии (5). В устройство введены задатчик сигнала удельных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605071
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8dd7

Устройство экономически оптимального дозирования жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов животным и птице производства и реализации продукции бройлерной птицефабрики

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит измеритель сигнала дозы жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов (1), регулятор дозы жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов (2), исполнительный элемент дозирования, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605069
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8def

Устройство экономически оптимального производства и реализации продукции бройлерной птицефабрики

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит датчик (1) средней живой массы бройлера по стаду, задатчики (2 и 3) сигнала наименьшего и наибольшего значения живой массы бройлера, первую (4), вторую (5) схемы сравнения, первый (6) и второй (7) формирователи сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605072
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8e2b

Устройство экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером

Изобретение предназначено для транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики. Измеритель (1) скорости ленты магистрального транспортера через регулятор (2) скорости соединен с исполнительным элементом (3). Вычислительный блок (7) через блок управления (8) подает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605190
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8f34

Способ и устройство экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Способ включает измерение сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, задание сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, сравнение измеренного и заданного сигналов и регулирование глубины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605191
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.9237

Параметрический резонансный генератор и способ возбуждения в генераторе электрических колебаний

Изобретение относится к электротехнике, к резонансным преобразователям электрической энергии на основе параметрических резонансных генераторов. Технический результат состоит в повышении мощности и снижении зависимости вырабатываемой электроэнергии параметрического резонансного генератора от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605764
Дата охранного документа: 27.12.2016
24.08.2017
№217.015.958c

Способ и устройство технологически и экономически оптимального озонирования движущихся сыпучих кормов для животноводства и птицеводства

Группа изобретений предназначена для обеззараживания кормов в животноводстве, птицеводстве и при кормопроизводстве. Для оптимального озонирования движущихся сыпучих кормов регулируют мощность озонирования сыпучих кормов на поточном измерителе расхода. Задают, измеряют и регулируют скорость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608532
Дата охранного документа: 19.01.2017
25.08.2017
№217.015.962f

Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза и устройство для его реализации

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза, согласно которому исходный навоз последовательно подвергается нагреву, предварительному сбраживанию при температуре не менее 42-43°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608814
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.9665

Устройство автоматического регулирования непрерывной подачи потока объектов переменного фракционного состава на линию сепарации

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам автоматического регулирования непрерывной подачи потока объектов переменного фракционного состава на линию сепарации сельскохозяйственной продукции, преимущественно клубней картофеля. Устройство содержит бункер загрузки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608815
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.96a3

Ротационное устройство сухой чистки поверхностей агрообъектов для линии поточной сепарации

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при непрерывной сухой чистке поверхностей агрообъектов для линии поточной сепарации. Устройство содержит конвейер, блок контактной чистки, расположенный над конвейером, и транспортер удаления примесей. Конвейер выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608816
Дата охранного документа: 24.01.2017
Showing 1-10 of 13 items.
20.05.2014
№216.012.c330

Способ получения наноструктурных каталитических покрытий на керамических носителях для нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области катализа. Описан способ создания эффективного бесплатинового каталитического покрытия на керамических блоках для нейтрализации отработавших газов автотракторных дизелей, включающий формирование подложки с большим значением удельной поверхности на керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515727
Дата охранного документа: 20.05.2014
26.08.2017
№217.015.dec7

Способ повышения эффективности использования смазочного масла с присадками

Изобретение относится к эксплуатации машин, в частности - к использованию моторного масла в двигателях внутреннего сгорания. Способ повышения эффективности использования смазочного масла с присадками включает электрообработку смазочного масла при прохождении его в межэлектродном пространстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624927
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.e136

Способ оценки качества работы гидроподжимных муфт при переключении зубчатых передач гидрофицированных коробок передач самоходных машин

Изобретение относится к техническому диагностированию гидрофицированных силовых передач самоходных машин. Способ оценки качества работы гидроподжимных муфт при переключении зубчатых передач гидрофицированных коробок передач осуществляется без разрыва потока мощности в передачах во время их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625507
Дата охранного документа: 14.07.2017
26.09.2018
№218.016.8bd7

Способ улучшения низкотемпературных свойств нефтепродуктов, в том числе дизельного топлива и рабочих жидкостей гидросистем

Настоящее изобретение относится к способу улучшения низкотемпературных свойств нефтепродуктов, в том числе дизельного топлива и рабочих жидкостей гидросистем, что позволяет применять их при эксплуатации автотракторной техники в условиях пониженных температур. Способ заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667916
Дата охранного документа: 25.09.2018
09.02.2019
№219.016.b88a

Способ повышения работоспособности новых и изношенных узлов и агрегатов машин и оборудования

Изобретение относится к эксплуатации машин, оборудования, в частности - к повышению работоспособности двигателей, силовых передач машин, оборудования. Способ повышения работоспособности новых и изношенных узлов и агрегатов машин и оборудования, включающий подачу тока на электроды в масле, как...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679331
Дата охранного документа: 07.02.2019
13.02.2019
№219.016.b979

Комплексный способ повышения эффективности смазывания в агрегатах автотракторной техники

Изобретение относится к эксплуатации машин. Комплексный способ повышения эффективности смазывания в агрегатах автотракторной техники, заключающийся в заливке в картер агрегата смазочной композиции с трибосоставом, согласно изобретению электрически изолированные электроды устанавливают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679575
Дата охранного документа: 11.02.2019
10.05.2019
№219.017.5172

Способ приготовления концентрата серпентинового триботехнического состава для смазочных материалов

Изобретение относится к способу приготовления концентрата триботехнического состава на основе масляных суспензий порошков высокодисперсных минералов группы серпентина, который может быть использован в качестве добавки к смазочным материалам. Согласно изобретению порошок из отходов флотации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687232
Дата охранного документа: 08.05.2019
22.10.2019
№219.017.d909

Способ уменьшения расхода жидкого углеводородного топлива в устройствах для получения тепловой и механической энергии

Изобретение относится к процессам подготовки нефтепродуктов к сжиганию для получения тепловой и механической энергии, например, в двигателях внутреннего сгорания, в ракетных двигателях, в различных топочных устройствах. Способ уменьшения расхода жидкого углеводородного топлива в устройствах для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703600
Дата охранного документа: 21.10.2019
22.01.2020
№220.017.f8a1

Композиция добавки к приработочному маслу для обкатки редукторов

Изобретение относится к составам приработочных масел, содержащих приработочные добавки, используемых для обкатки и приработки сопряжений трения новых и отремонтированных агрегатов силовых передач различных машин и оборудования, например промышленных редукторов. Изобретение касается композиции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711593
Дата охранного документа: 17.01.2020
18.07.2020
№220.018.3488

Способ увеличения генерации тепловой энергии в теплоносителе

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться для обогрева теплиц, животноводческих, птицеводческих предприятий, промышленных и жилых помещений АПК и других отраслей. Трубы нагревателя на входе и на выходе изолируют от труб потребителя тепла диэлектрическими присоединительными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002726643
Дата охранного документа: 15.07.2020
+ добавить свой РИД