Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при обслуживании в процессе текущей эксплуатации и ремонте промышленного теплообменного оборудования, систем отопления жилых зданий и производственных помещений и другого теплоэнергетического оборудования, где в качестве теплоносителя используется вода.

Особенно часто нарушается нормальная работа теплообменного оборудования вследствие появления на стенках различных отложений. Эти отложения вызывают также увеличение потери напора при движении по ним воды, в результате чего насосы часто оказываются не в состоянии подавать нужное количество воды. Ухудшение условий теплопередачи и уменьшение расходов воды приводят к снижению эффективности, нарушению технологических режимов работы теплообменных аппаратов и, в конечном итоге, к значительным потерям энергетических и денежных ресурсов.

Известен состав, который представляет собой химический раствор, состоящий из следующих компонентов: трилона Б (0,5-1,5% мас.), лимонной кислоты (0,5-1,5% мас.), гидразингидрата (0,1-0,2% мас.), аммиака до pH 7,0-9,0, вода - остальное (Патент СССР №283772, МПК C23f 14/02. Раствор для химической очистки оборудования / А.А. Кот. - Патентообладатель: Всесоюзный ордена Трудового красного знамени теплотехнический научно-исследовательский институт имени Ф.Э. Дзержинского, опубл. 06.10.1970).

Недостатком состава для химической очистки являются его токсичность и высокая интенсивность растворения поверхности металла из-за наличия в растворе аммиака.

Известен состав для химической очистки поверхностей от ржавчины и накипи, который содержит компоненты: комплексон (24,0-26,0 г/л) и аскорбиновую кислоту (1,0-3,0 г/л). Состав позволяет удалять отложения со скоростью 0,5-0,6 г/см²⋅ч при температуре 60° и выше (Патент РФ, кл. C23F 14/02, C23G 1/06, №2114215. Состав для химической очистки поверхностей изделий от накипно-коррозионных отложений / А.Е. Кузмак, А.В. Кожеуров. - Патентообладатель: Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "РОСЭКО", опубл. 27.06.1998). Недостатком состава является длительность процесса очистки из-за низкой его эффективности.

Наиболее близким к заявляемому (прототипом) является состав, используемый в способе химической очистки внутренних полостей водоохлаждаемых узлов и агрегатов системы водяного охлаждения дизеля тепловоза от накипно-коррозионных отложений (патент РФ №2550416, опубл. 10.05.2015 г., бюл. №13), в котором в качестве промывочного раствора используют раствор, содержащий в мас. %: сульфаминовая кислота - 2-5, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 1-1,5, ингибитор коррозии - 0,1-0,2, вода - остальное.

Недостатком состава является длительность процесса очистки из-за низкой его эффективности и значительного количества нерастворенного остатка при длительной очистке.

Задачей предлагаемого решения является разработка нового состава для очистки теплообменного оборудования от отложений, обладающего высокой скоростью промывки, обеспечивающего полное удаление отложений, а также расширение ассортимента составов для очистки теплообменного оборудования от отложений.

Технический результат достигается тем, что состав для очистки теплообменного оборудования от отложений содержит водный раствор малеиновой кислоты (5,3% маc.), сульфаминовой кислоты (2,5% маc.), лимонной кислоты (1,8% мас.), трилона Б (1,6% мас.), уротропина (0,2% мас.). Контроль за эффективностью промывки осуществляется по величине коэффициента теплопередачи и pН раствора с помощью лакмусовой бумаги.

На фиг. 1 представлена схема экспериментальной установки для проверки работоспособности состава в условиях, приближенных к реальным, на фиг. 2 показано изменение pH раствора во время промывки. На фиг. 3 представлены фотографии внутренней поверхности радиаторов отопления до промывки, на фиг. 4 представлены фотографии внутренней поверхности радиаторов отопления после промывки.

Экспериментальная установка моделирует два стояка однотрубной системы водяного отопления трехэтажного дома с шестью радиаторами М-140 (1, №1-6). Подогрев теплоносителя (воды) осуществляется в электрокотле ЭКТ-9,6 (6), мощность которого можно ступенчато изменять в пределах N=1,6-9,6 кВт, ΔN=1,6 кВт. Циркуляция воды в системе проводится с помощью циркуляционного электронасоса WP432, 1992/2 (8). Производительность насоса регулировалась в пределах 0,5-3 м³/ч, максимальный напор, развиваемый насосом, составлял 4 м вод.ст. Для измерения параметров теплоносителя на входе и выходе системы на измерительных коллекторах (4) установлены ртутные термометры (5) и манометры МПЧ-У2 (3). Термометры помещены в металлические гильзы, заполненные маслом. Регистрация расхода теплоносителя осуществляется с помощью водосчетчика СГВ-15 (10). Байпас (7) и пробоотборник (9) используются для заполнения системы водой или чистящим раствором, а также для опорожнения системы. Сброс воздуха из системы при заполнении, а также газов, образующихся в процессе промывки, осуществляется через проточный горизонтальный воздухосборник с автоматическим воздухоотводчиком (13). Для предотвращения попадания механической взвеси в насос предусмотрены механический фильтр (11) и грязевик-отстойник (12). Контроль за качеством состава для очистки в процессе промывки проводят с помощью пробоотборника (2).

Для очистки были выбраны радиаторы М-140, находящиеся длительное время в эксплуатации и выброшенные во время ремонта отопительных стояков. Вскрытие одного из радиаторов показало, что внутренние отложения достигают такой толщины, что местами практически полностью перекрывают проходное сечение.

Полный объем собранной установки составил 115 л, площадь поверхности радиаторов - 12,688 м², площадь поверхности от измерительного коллектора на прямой линии до измерительного коллектора на обратной линии - 13,4 м². Суммарное количество секций радиаторов составляло 52 - по 26 секций на стояк.

Пример

В емкости объемом 300 л был подготовлен раствор, которым была заполнена система через пробоотборник (9) и байпас (7). После заполнения системы краны пробоотборника (9) и на байпасе (7) закрываются. Циркуляция водного раствора обеспечивается насосом (8) через электрокотел (6), измерительный коллектор (4), радиаторы (1), грязевик-отстойник (12), механический фильтр (11), измерительный коллектор (4), счетчик (10). Мощность электронагревателя (6) и скорость циркуляции воды подбирается таким образом, чтобы средняя температура воды была равна 65°C, а разность между входной и выходной температурами воды была минимальной.

Когда входная температура раствора достигает 60°C, начинается газовыделение. Образующиеся газы стравливаются через проточный горизонтальный воздухосборник с автоматическим воздухоотводчиком (13).

Во время циркуляции раствора производится замер температуры с помощью ртутных термометров (5), давления по манометрам (3) и расхода по показаниям расходомера (10), а также pH раствора с помощью лакмусовой бумаги. Изменение pH раствора во время промывки показано на фиг. 2. После очистки системы раствор сливается в бак-утилизатор. Качество промывки оценивается по величине коэффициента теплопередачи, величина которого контролируется в период очистки. Процесс промывки завершается по мере стабилизации коэффициента теплопередачи. После завершения промывки система промывается водопроводной водой до нейтральной реакции.

В отличие от прототипа предлагаемый новый состав для очистки теплообменного оборудования позволяет полностью удалять отложения при промывке системы в течение 4 ч.