Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для использования при эксплуатации централизованных и автономных систем отопления жилых зданий и производственных помещений для удаления термобарьерных отложений, а также замедления скоростей коррозии и накапливания отложений на поверхностях трубопроводов, арматуре и связанных с ними теплообменников, в особенности отопительных приборов.

Известен способ эксплуатации систем теплоснабжения (см. правила технической эксплуатации энергоустановок, зарегистрировано в Минюсте РФ 02.04.2003 г., №4358, с.117) включающий заполнение полостей оборудования и трубопроводов теплоносителем в виде умягченной деаэрированной воды, специально подготовленной для снижения скорости протекания коррозии металлических поверхностей и образования на них отложений перед началом отопительного периода, обеспечения движения, нагрева и охлаждения теплоносителя насосами и теплообменным оборудованием, восполнение утечек теплоносителя умягченной деаэрированной водой, в отопительный период, а также опорожнение полостей, гидропневмопромывку, очистку фильтров и грязевиков и защиту поверхностей оборудования от коррозии на период простоя после окончания отопительного периода.

Однако такой способ не обеспечивает высокоэффективную защиту от коррозии, требует больших финансовых и эксплуатационных затрат и приводит к сбросу значительного количества сточных вод, с большими концентрациями солей. Кроме того, во время простоя требуется дополнительные специальные мероприятия по защите внутренних поверхностей от коррозии.

Наиболее близким по технической сущности является способ эксплуатации систем теплоснабжения, описанный в Типовой инструкции по технической эксплуатации тепловых сетей систем коммунального теплоснабжения, МДК 4-02.2001, которая утверждена приказом Госстроя РФ от 13.12.2000 г., №285, с.88, заключающийся в заполнении перед отопительным периодом полостей оборудования и трубопроводов теплоносителем в виде умягченной деаэрированной воды, в отопительный период обеспечении движения, нагрева и охлаждения теплоносителя посредством насосов, теплогенерирующего и теплообменного оборудования, восполнение утечек теплоносителя умягченной деаэрированной водой, а по окончании отопительного периода производится опорожнение полостей, гидропневмопромывка внутренних поверхностей оборудования и трубопроводов, очистка фильтров и отстойников. На период простоя, останове или ремонте системы теплоснабжения производят консервацию внутренних поверхностей оборудования и трубопроводов.

Однако такой способ малоэффективен, требует высоких капитальных и эксплуатационных затрат на водоподготовку, при этом не снимает проблему коррозии и образования отложений, имеет низкую эффективность теплообменного оборудования, высокие эксплуатационные затраты, низкий ресурс работы систем.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и ресурса систем теплоснабжения, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, улучшение экологии, повышение защиты теплообменного оборудования и трубопроводов от коррозии и от образования отложений.

Решение этой технической задачи достигается тем, что известный способ эксплуатации систем теплоснабжения, включающий заполнение перед отопительным периодом полостей оборудования и трубопроводов теплоносителем, например, водой, в отопительный период обеспечение движения, нагрева и охлаждения теплоносителя посредством насосов, теплогенерирующего и теплообменного оборудования, восполнение утечек теплоносителя, а по окончании отопительного периода опорожнение полостей, гидропневмопромывку внутренних поверхностей оборудования и трубопроводов, очистку фильтров и отстойников, в качестве теплоносителя и для восполнения его потерь используют природную воду, при этом в теплоноситель в отопительный период дозируют поверхностно-активные вещества, периодически определяют их концентрацию, поддерживая ее на определенном уровне, периодически определяют концентрацию примесей в теплоносителе, обеспечивают его фильтрацию, после гидропневмопромывки формируют антикоррозионную пленку из молекулярных слоев поверхностно-активных веществ.

Кроме того, в качестве поверхностно-активных веществ могут быть использованы пленкообразующие амины, например, октадециламин.

Дозирование поверхностно-активных веществ может проводиться постоянно или периодически.

Кроме того, дозирование поверхностно-активных веществ может быть осуществляться в трубопроводы системы перед штатными насосами.

Дозирование поверхностно-активных веществ в теплоноситель может осуществляться дополнительными насосами.

Кроме того, при гидропневмопромывке могут быть дозированы поверхностно-активные вещества, периодически определяться концентрация поверхностно-активных соединений и примесей в теплоносителе, например, железа, меди и солей жесткости, при этом гидропневмопромывку завершают после удаления отложений с внутренних поверхностей оборудования и формирования антикоррозийной пленки поверхностно-активных веществ.

Способ заключается в том, что перед началом отопительного периода заполняют полости оборудования и трубопроводов природной водой, являющейся теплоносителем системы. Для водоснабжения системы теплоснабжения могут использоваться природные воды, как поверхностные (из рек, озер, прудов), так и подземные (из артезианских скважин).

После пуска системы отопления и обеспечения движения, нагрева и охлаждение теплоносителя посредством насосов, теплогенерирующего и теплообменного оборудования, а также организации автоматического восполнения потерь теплоносителя в штатном режиме. В трубопроводы системы отопления перед штатными насосами производят дозирование молекул поверхностно-активных веществ. В процессе эксплуатации отопительной системы без изменения режимов эксплуатации и вынужденных остановов на всас циркуляционного насоса осуществляют постоянное или периодическое дозирование поверхностно-активных веществ, при этом постоянно или периодически определяют их концентрацию, поддерживая ее на определенном уровне. Процесс дозировки прекращают при достижении оптимальных концентраций поверхностно-активных веществ в контуре, зависящей от особенностей конкретной отопительной системы (материал поверхностей отопительных приборов, разводящих трубопроводов, качества теплоносителя и т.д.).

Дозирование поверхностно-активных веществ осуществляют с помощью специального оборудования, в качестве которого может выступать дополнительные насосы, либо любое другое оборудование, обеспечивающее подачу водной эмульсии или расплава поверхностно-активного вещества в циркуляционный контур системы отопления.

Молекулы поверхностно-активного вещества циркулируя в контуре системы отопления, образуют нерастворимые комплексы с солями жесткости, железа и др. веществ находящихся в исходной природной воде, потенциально опасных с точки зрения образования отложений и коррозии функциональных поверхностей оборудования и трубопроводов. При наличии отложений на функциональных поверхностях, обладая высокой поверхностной активностью, молекулы поверхностно-активного вещества проникают сквозь их поры, к металлической поверхности, разрыхляя и отслаивая их за счет действия «расклинивающего давления».

В процессе работы образовавшиеся нерастворимые соединения удаляются из системы через штатные гравитационные и механические фильтры за счет периодической промывки «грязевиков» и фильтров циркуляционной водой в штатном режиме работы системы отопления, что обеспечивает фильтрацию теплоносителя.

Экспериментально установлено, что на протяжении всего отопительного периода в рабочем контуре необходимо поддерживать оптимальную концентрацию поверхностно-активных веществ и отслеживать концентрацию примесей в теплоносителе с периодичностью не менее 1 раза в 15 дней. При этом происходит санация и пассивация очищенных поверхностей. Защитное действие поверхностно-активных соединений основывается на формировании моно- или полимолекулярного слоя на поверхности металла, который предотвращает доступ кислорода и углекислоты к функциональным поверхностям системы отопления, а также значительно снижает скорость накапливания термобарьерных отложений.

По окончании отопительного периода систему опорожняют, после чего производят полное удаление разрыхленных отслоенных отложений, а также нерастворимых комплексов поверхностно-активных веществ с использованием гидравлической и гидропневматической промывки. При проведении промывки осуществляют систематическое определение концентраций примесей (поверхностно-активных соединений, железа, меди, солей жесткости и других соединений). Промывают фильтры и грязевики.

При нарушении пленки поверхностно-активного вещества на функциональных поверхностях системы отопления в процессе промывки проводят мероприятия по формированию новой защитной пленки. Для этого в процессе промывки в рабочее тело дозируют молекулы поверхностно-активных веществ, либо непосредственно после окончания гидропневмопромывки формируют защитную пленку. Таким образом, обеспечивается надежная защита от коррозии на период простоя, вплоть до начала отопительного периода.

Гидропневмопромывку завершают после удаления отложений с внутренних поверхностей оборудования и формирования на них антикоррозионной пленки поверхностно-активных веществ.

Экспериментально установлено, что использование в качестве поверхностно-активного вещества октадециламина, из класса пленкообразующих аминов, оптимально подходит для использования в системах теплоснабжения с учетом температурных и гидродинамических параметров, при этом обеспечивается надежная защита функциональных поверхностей от коррозии на период работы и простоя, существенно снижает скорость накапливания отложений, а также способствует удалению ранее образовавшихся отложений.

Использование природной воды в качестве теплоносителя системы теплоснабжения существенно снижает капитальные затраты при строительстве систем теплоснабжения, снижает эксплуатационные затраты, а также позволяет предотвратить выбросы значительного количества сточных вод с высоким содержанием солей.

Использование изобретения позволяет удалять термобарьерные отложения с функциональных поверхностей в процессе эксплуатации, без нарушения штатного режима работы, блокировать коррозийные процессы, снизить скорость накапливания новых отложений, а также снизить капитальные и эксплуатационные затраты.