Система наружной промывки аппарата воздушного охлаждения газа

Изобретение относится к устройствам для подготовки и подачи моющего раствора для промывки аппарата воздушного охлаждения газа (АВО) газа в газоперекачке, энергетике, иной отрасли.

Известна установка высокого давления Karcher.

Данный аналог применяется для наружной промывки теплообменных секций.

Оборудование для промывки состоит из:

- Аппарата высокого давления;

- Рукава высокого давления;

- Насадки с соплом.

Краткое описание работы

Оператор, держа в руках насадку с соплом, перемещается по теплообменной секции, направляя струю под разными углами в зазоры между оребренными трубками.

В стандартной комплектации промывка производится водой. Кроме стандартной, существуют и другие комплектации оборудования для промывки - с использованием моющих растворов, с использованием подогрева, с использованием паровой струи, с соплами различных углов распыла.

Жидкость на насадку с соплом подается аппаратом высокого давления.

Аппарат высокого давления Karcher, в отличие от заявляемой системы, не имеет расходного бака. Отбор воды ведется посредством всасывающего шланга из внешнего бака (из двух баков, если применяется моющий раствор).

Наиболее близким аналогом заявляемой системы является система промывки AX-Services (Франция), которая состоит из:

- Чистящей тележки;

- Направляющих рельсов;

- Установки высокого давления;

- Барабана с приводом (со шлангом высокого давления);

- Пульта управления.

Краткое описание работы

На теплообменной секции монтируются направляющие рельсы, на которые устанавливается чистящая тележка с форсунками.

Вдоль секции по рельсам тележка перемещается автоматически. В поперечном направлении тележка переставляется вручную. Для промывки одной секции необходимо переставлять тележку несколько раз.

Форсунки на чистящей тележке имеют плоские факелы распыла. Факелы направлены в пространство между оребренными трубками под определенными углами.

Жидкость на форсунки подается установкой высокого давления.

Установка высокого давления, в отличие от заявляемой системы, не имеет собственного расходного бака.

Отбор воды ведется из внешнего бака или из системы водоснабжения. Подача воды на форсунки производится по шлангу высокого давления, размещенному на барабане с приводом.

Промывка производится водой, без использования моющего раствора. Общие элементы с заявляемой системой:

- направляющие рельсы являются стационарным аналогом рамы заявляемого коллектора для наружной промывки;

- чистящая тележка с плоскоструйными форсунками - это аналог заявляемого коллектора для наружной промывки;

- установка высокого давления (в комплекте с внешним баком, внешним барабаном и внешним пультом) - это аналог заявляемого промывочного устройства.

Сравнительная таблица систем промывки:

*) Определяется шириной теплообменной секции

Известна еще одна система промывки, близкая по характеристикам и принципам работы к варианту системы AX-services. Производство JNW CleaningSolutions GmbH, Германия. Сайт - www.jnw-cs.de.

Наиболее близким техническим решением является патент РФ №2554188, заявл. 08.06.2005, опубл. 10.03.2012. Эта система состоит из промывочного устройства и коллектора для наружной промывки с форсунками, установки высокого давления, пульта управления.

Назначение заявляемой системы

Трубный пучок в АВО газа является многорядным, но ввиду высокой плотности оребрения твердые компоненты в воздушном потоке оседают на наветренной стороне оребрения первых двух рядов трубок (фиг. 1).

Это приводит к уменьшению проходного сечения для воздушного потока и, как следствие, к снижению расхода воздуха. Для восстановления расхода воздуха необходимо увеличить затраты электроэнергии на привод вентиляторов, причем для компенсации потери 10% потока воздуха затраты электроэнергии увеличиваются на 30% (фиг. 2).

Система наружной промывки (СНП) АВО газа предназначена для удаления загрязнений с наружной поверхности трубок и из межтрубного пространства теплообменных секций АВО газа.

Используемый подход и оборудование позволяют промывать все ряды трубок трубного пучка, в том числе два наиболее загрязненных нижних ряда.

Технический результат применения СНП АВО газа от регулярной и эффективной промывки АВО газа выражается в уменьшении затрат на потребление электроэнергии собственных нужд для привода вентиляторов АВО газа, экономии эксплуатационных расходов за счет снижения расхода топливного газа.

Оборудование системы для наружной промывки

Оборудование для наружной промывки АВО газа состоит из: промывочного устройства для подготовки и подачи моющих жидкостей, коллектора для наружной промывки с форсунками для непосредственного распределения моющих жидкостей по поверхностям оребренных трубок.

В качестве моющих жидкостей используются слабощелочной моющий раствор и вода.

Промывочное устройство смонтировано на несущей раме (1) с каркасом (2). Конструкция рамы спроектирована для восприятия статических нагрузок от установленного оборудования. На раме (1) установлена пара поворотных (3) и пара неповоротных (4) колес необходимого диаметра для удобства перемещения устройства по различным видам твердых покрытий. Для присоединения к тягачу на раме (1) предусмотрено прицепное устройство (5).

Требуемое давление и расход моющего раствора в нагнетательном трубопроводе (6) на выходе из устройства обеспечивает многоступенчатый центробежный насос с электроприводом (7). Насос оборудован линией байпаса с дроссельной шайбой.

Устройство оснащено расходным баком (8) объемом 1250 л, который заполняется моющим раствором или водой в зависимости от режима промывки. Бак оборудован датчиком уровня, подающим сигнал на отключение насоса при падении уровня жидкости в баке ниже минимально допустимого. На баке установлен уровнемер (9) для визуального контроля количества жидкости.

Комплект трубопроводной обвязки включает в себя фильтры и запорную арматуру и обеспечивает:

- соединение бака со стационарным насосом;

- подключение переносного насоса для заправки бака моющим раствором из бочек;

- подключение рукава системы водоснабжения для заправки бака водой;

- слив жидкости из бака;

- подачу жидкости к барабану со шлангом;

- перемешивание жидкости в баке при приготовлении моющего раствора из концентрата и воды. Конструкция линии перемешивания позволяет обеспечить минимальное ценообразование.

На участке трубопровода «бак - стационарный насос» установлен сетчатый фильтр (10) с размером ячейки 1 мм, предотвращающий попадание инородных тел в рабочую полость насоса. Использованная конструкция фильтра на фланцевых зажимах (11) существенно повышает удобство и уменьшает затрачиваемое время при выполнении операции по очистке фильтра.

Дополнительная фильтрация жидкости осуществляется также на входе в коллектор для наружной промывки.

На линии подачи моющего раствора установлен полнопроходной регулирующий шаровый кран (12), позволяющий регулировать давление и расход подаваемой жидкости. Линия подачи заканчивается барабаном (13) с размещенным на нем шлангом (14). Подвод жидкости к барабану производится через ось вращения катушки. Рукоятка барабана снабжена стопором (15). Конструкция барабана существенно повышает удобство использования устройства, уменьшает время подготовки и завершения работ.

Материал шланга - маслобензостойкая резина, стойкая к воздействию используемого моющего раствора. Шланг заканчивается штуцером быстроразъемного соединения (16), ответная часть соединения смонтирована на коллекторе, устанавливаемом на промываемой теплообменной секции.

Все перечисленное оборудование устройства размещено в герметичном поддоне (17).

Устройство подключается к заземлению и источнику электропитания входящими в комплект кабелями.

Управление устройством осуществляется с пульта управления (18).

Промывочное устройство иллюстрируется на фиг. 3 - вид сбоку, фиг. 4 - вид сверху. Цифрами на фиг. 3, фиг. 4 обозначены: 1 - рама, 2 - каркас, 3 - поворотное колесо, 4 - неповоротное колесо, 5 - прицепное устройство, 6 - нагнетательный трубопровод, 7 - стационарный насос, 8 - бак, 9 - уровнемер, 10 - сетчатый фильтр, 11 - фланцевый зажим, 12 - регулирующий кран, 13 - барабан, 14 - шланг, 15 - стопор рукоятки барабана, 16 - штуцер быстроразъемного соединения, 17 - поддон, 18 - пульт управления.

Коллектор для наружной промывки выпускается в двух исполнениях.

Первое исполнение коллектора для наружной промывки выполнено в виде тележки на роликах, перемещаемой вручную по направляющим вдоль всей длины оребренных трубок теплообменной секции АВО газа. В качестве направляющих могут использоваться балки рамы теплообменной секции. Тележка состоит из рамы (19), двух подводящих труб с форсунками (20),рукоятки для управления коллектором (21), рычага (22) с вилками (23) для перемещения по вертикали труб с форсунками (20). Ролики (24) закреплены на раме (16) и имеют ограничительные реборды. Ширина колесной базы коллектора может регулироваться в пределах ±40 мм. На входном патрубке коллектора установлен сетчатый фильтр (25) и разъем быстроразъемного соединения (26) для подключения шланга промывочной установки. Для контроля давления на трубах с форсунками установлены манометры (27).

Форсунки, подающие моющие жидкости на поверхности оребренных трубок, установление гнездах двух подводящих труб коллектора (20) и направлены в зазоры оребренными углами - α и α к вертикали, Значение α выбирается в соответствии с расположением оребренных труб в трубном пучке. Количество форсунок на подводящих трубах (20) обеспечивает единовременную подачу моющих жидкостей по всей ширине теплообменной секции.

Форсунки имеют плоский факел с углом распыла не более 30 градусов, сориентированный перпендикулярно оребрению трубок (см. фиг. 8). При перемещении рычага (22) трубы с форсунками (20) передвигаются по вертикали, а факелы форсунок - в поперечном направлении по зазорам между ореберенными трубками.

Коллектор для наружной промывки первого исполнения иллюстрируется на фигурах: фиг. 5 - вид спереди, фиг. 6 - вид сверху, фиг. 7 - вид сбоку. Цифрами обозначены: 19 - рама, 20 - труба с форсунками, 21 - рукоятка для управления коллектором, 22 - рычаг, 23 - вилка рычага, 24 - ролик с ребордой, 25 - сетчатый фильтр, 26 - штуцер быстроразъемного соединения, 27 - манометр.

Работа системы наружной промывки с коллектором первого исполнения

Промывочное устройство размещается на горизонтальной поверхности около АВО, на котором производится промывка. Колеса стопорятся с помощью тормозов. Устройство должно быть заземлено и подключено к электрической питающей сети.

Бак устройства заполняется необходимым количеством концентрата моющего раствора (с помощью переносного насоса) и необходимым количеством воды (из системы водоснабжения). Моющий раствор приготавливается смешиванием концентрата и воды. Количество жидкости в баке контролируется по уровнемеру, установленному на баке. Посредством линии перемешивания, концентрат моющего раствора перемешивается с водой в течение 20 минут. После процедуры перемешивания смесь остается гомогенной и не расслаивается.

Коллектор для наружной промывки размещается на теплообменной секции над трубным пучком. Ролики коллектора опираются на продольные балки стенок секции. Факелы форсунок направлены в пространство между оребренными трубками.

Шланг промывочного устройства подключается к разъему на коллекторе.

Используя пульт управления и соответствующую запорную арматуру установки, оператор включает режим подачи жидкости. Происходит подача жидкости из бака через шланг в коллектор.

На первом этапе подается моющий раствор. Давление перед форсунками при подаче моющего раствора - 1-2 бар.

На втором этапе бак заполняется водой и, по истечении времени выдержки, производится подача воды. Давление перед форсунками при подаче воды - 20-22 бар.

При проведении промывки оператор перемещает коллектор вдоль секции со средней скоростью 2-3 метра в минуту. Одновременно с перемещением коллектора вдоль секции оператор совершает движения рычагом, передвигая трубы с форсунками по вертикали, а факелы форсунок - в поперечном направлении.

Второе исполнение коллектора для наружной промывки применяется в тех случаях, когда проведение промывки коллектором первого исполнения невозможно из-за конструктивных особенностей АВО газа (например, если над теплообменной секцией располагается блок жалюзи или вентиляторы).

Коллектор второго исполнения представляет собой совокупность трубок с форсунками (28), монтируемых стационарно непосредственно над оребренными трубками теплообменной секции. Трубки с форсунками (28) закреплены к металлоконструкциям теплообменной секции скользящими креплениями (31) со степенью свободы в осевом направлении для исключения тепловых деформаций. Подвод жидкости к трубкам с форсунками (28) производится через входной коллектор (29), на котором установлен разъем быстроразъемного соединения (30) для подключения шланга промывочной установки.

Форсунки коллектора во время промывки располагаются неподвижно и имеют полноконусный факел распыла с углом 90°-120°. Количество форсунок на трубах (28) обеспечивает возможность подачи моющих жидкостей по всей площади теплообменной секции.

Коллектор для наружной промывки второго исполнения иллюстрируется на фиг. 9. Цифрами обозначены: 28 - трубка с форсунками, 29 - входной коллектор, 30 - разъем быстроразъемного соединения, 31 - скользящее крепление.

Работа системы наружной промывки с коллектором второго исполнения

Промывочное устройство размещается на горизонтальной поверхности около АВО, на котором производится промывка. Колеса стопорятся с помощью тормозов. Устройство должно быть заземлено и подключено к электрической питающей сети.

Бак устройства заполняется необходимым количеством концентрата моющего раствора (с помощью переносного насоса) и необходимым количеством воды (из системы водоснабжения). Моющий раствор приготавливается смешиванием концентрата и воды. Количество жидкости в баке контролируется по уровнемеру, установленному на баке. Посредством линии перемешивания, концентрат моющего раствора перемешивается с водой в течение 20 минут. После процедуры перемешивания смесь остается гомогенной и не расслаивается.

Шланг промывочного устройства подключается к разъему на коллекторе, смонтированном на теплообменной секции.

Используя пульт управления и соответствующую запорную арматуру установки, оператор включает режим подачи жидкости. Происходит подача жидкости из бака через шланг в коллектор.

На первом этапе подается моющий раствор. Давление перед форсунками при подаче моющего раствора 1-2 бар.

На втором этапе бак заполняется водой и, по истечении времени выдержки, производится подача воды. Давление перед форсунками при подаче воды - 4 бар.

Технический результат (технологический эффект) применения СНП АВО газа.

Технологический эффект от регулярной и эффективной промывки АВО газа выражается в уменьшении затрат на потребление электроэнергии собственных нужд для привода вентиляторов АВО газа, экономии эксплуатационных расходов за счет снижения расхода топливного газа.