Энергометаллургсервис
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД
ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ОТ НАКИПИ
 
           Можно по пальцам пересчитать места, где накипь в теплообменном оборудовании не создает проблем. Ахиллесова пята всего теплотехнического оборудования (котлов, теплообменников, испарителей, охладителей и т.д.) - это образование накипи на поверхностях нагрева (Ca3, MgCO3, CaSiO3, окислов железа и др.) (фото 1), обладая низкой теплопроводностью (коэффициент теплопроводности накипи в десятки раз ниже, чем у металла), слой накипи резко ухудшает передачу тепла в паровых и водогрейных котлах, вызывая перерасход топлива (1 мм накипи в среднем вызывает перерасход топлива на 5-7%, при этом котельная установка с 3-мя котлами типа ДКВР - 4/13 в течение отопительного сезона может перерасходовать до 400 т. условного топлива). Из-за перегрева металла и коррозии под слоем накипи сокращается срок службы металлических труб, что приводит к авариям (свищи, отдулины, разрывы и т.д.). При этом затраты на очистку и замену труб могут составлять десятки - сотни тысяч рублей.
   Очистка от накипи теплообменного оборудования обычно осуществляется химическим (кислотным) или механическим способом. (фото 2)
     Оба способа отличаются высокой трудоемкостью и, кроме того, существует опасность повреждения поверхности нагрева теплообменного оборудования. Однако в период между чистками накипь образуется вновь, что опять приводит к непроизводительным потерям топлива и увеличению эксплуатационных затрат.
        Наряду с химическим способом предотвращения образования накипи в последние годы находят все больше широкое практическое применение безреагентные методы, в частности - ультразвуковой.
     Ультразвуковой метод в отличие от упомянутых выше способов не имеет, каких либо недостатков и является универсальным т.к. может одновременно использоваться как способ предотвращения
образования накипи и как способ очистки теплообменного оборудования  от накипи.
            Ультразвуковой метод предотвращения образования накипи является внутрикотловым
способом водоподготовки. Суть метода заключается в том, что с помощью специальной установки
возбуждаются ультразвуковые колебания в металле и в воде, заполняющей теплообменное
оборудование. (фото 3).
    Под воздействием ультразвуковых колебаний в толще воды образуется  множество кавитационных пузырьков. Вокруг них, как центров кристаллизации,  непосредственно в воде начинают образоваться соли жесткости, образуя мелкодисперсный шлам. Колебания поверхности нагрева препятствуют осаждению шлама на стенках труб. Таким образом, частицы трудно-растворимых солей практически не доходят до стенок оборудования, а остаются во взвешенном состоянии и удаляются потоком жидкости или продувкой.
                после обработки ультразвуком                                    до обработки ультразвуком
Ультразвуковые колебания разрушают ранее образовавшуюся накипь (фото 4,5)
       Ультразвуковые колебания, воздействуя на поверхность нагрева, создают знакопеременные механические усилия, под влиянием которых прочность связи внутри карбонатных отложений, а также между карбонатным отложением и металлом нарушаются, и при этом образуются трещины. Вода под действием капиллярных сил быстро проникает через трещины - капилляры к поверхности нагрева, где она мгновенно испаряется, вызывая вспучивание и отслоение карбонатных отложений. Отслоившиеся мелкие частицы и чешуйки карбонатных отложений скапливаются в нижней части теплообменного оборудования и удаляются периодической продувкой.
Ультразвуковые колебания улучшают теплообмен
       Действие ультразвука не ограничивается только предотвращением образования карбонатных отложений и сохранением за счет этого эффективности теплотехнического оборудования. Ультразвуковые колебания увеличивают теплопередачу от греющей поверхности за счет микропотоков, образуемых колебаниями стенок труб и воды в 
них, и повышения скорости потока воды  из-за снижения гидродинамического сопротивления труб с колеблющимися стенками. Под действием ультразвука улучшается отвод пузырьков пара от поверхности нагрева и дегазация воды вследствие лучшего перемешивания жидкости на границе двух сред металл-жидкость, что также способствует увеличению теплопередачи.
Эффект коррозионной защиты
         Явление снижения гидродинамического сопротивления особенно эффективно проявляется в узких микронных щелях естественных дефектов внутренних поверхностей труб, где в обычных условиях (без ультразвука) теплообменном оборудовании сохраняется кислород из воздуха, а при воздействии ультразвуковых колебаний он легко выходит из этих щелей. В результате этого исключается один из механизмов кислородной коррозии металла труб. Длительное воздействие ультразвуковых импульсов на внутреннюю поверхность труб, обладающую дефектами в виде микротрещин, производит деформацию наиболее податливых участков поверхности вблизи микротрещин. Благодаря этим деформациям происходит наклеп краёв трещин, в результате чего они оказываются закрытыми и не подверженными проникновению в них кислорода при сливе воды из оборудования. Внутренняя поверхность труб становится гладкой, и полная площадь ее резко уменьшается, что приводит и к уменьшению вероятности коррозии. Получаемый таким образом эффект коррозионной защиты в какой-то степени заменяет пассивирование внутренней поверхности труб (фото 6).
   Ультразвук также препятствует обрастанию теплообменных поверхностей микроорганизмами, протеиновыми и жировыми отложениями.
      Приведенные выше факторы взаимосвязаны  и в совокупности являются причиной положительного воздействия ультразвука на процессы предотвращения образования карбонатных отложений, снижения коррозии металла и повышении эффективности работы теплообменного оборудования.
         Применение ультразвукового метода исключает загрязнение окружающей среды вредными стоками водоподготовительных установок, а стоимость обработки одного метра в кубе воды этим способом, как показывают расчеты, в 20-25 раз ниже стоимости химической обработки.
620073,  г.Екатеринбург,  ул.Ленина, 50/А, офис 405,тел./факс (343) 350-66-20, 350-66-37
Hosted by uCoz