Спосіб електростабілізаційної протинакипної підготовки води, система і установка, що його реалізують

1. Спосіб електростабілізаційної протинакипної підготовки води, який полягає в тому, що оброблюваний потік води піддають коаксіальному електродіалізу стабілізаційними електричними струмами, який відрізняється тим, що потоку надають обертально-поступального руху і подають до першого електролізера, де його закручують в міжелектродних щілинах і спрямовують донизу, де пропускають через відстійник, після чого спрямовують потік догори і пропускають його через другий електролізер, закручуючи в міжелектродних щілинах, причому електродіаліз ведуть в режимі періодичної катодно-анодної і анодно-катодної переполюсовки, при цьому час анодно-катодної обробки становить 1..15 годин, а час катодноанодної обробки 10...15 хвилин. 2. Спосіб підготовки за п.1, який відрізняється тим, що електродіаліз супроводжують мікродіалізом, який ведеться в режимі дросельного дисперсного дроблення до дрібнодисперсної фази, а саме до протинакипного та протикорозійного стану, наприклад, до фракцій 2,5...5 і 10..20мкм. 3. Спосіб підготовки за п.2, який відрізняється тим, що потік дроселюють перед поданням до першого електролізера та на виході з другого електролізера. 4. Спосіб підготовки за п.1, який відрізняється 2 (19) 1 3 77143 4 7. Установка за п.6, яка відрізняється тим, що рів, у тому числі і при реверсі полярності. 9. Установка за п.8, яка відрізняється тим, що вона забезпечена регульованими заслінками з дроселями, встановленими на водоводах, переелектронний блок забезпечений програмою ствоважно на вході потоку води. рення мікрохвильового вакуум-акустичного поля 8. Установка за п.6, яка відрізняється тим, що на фоні електролізних щілистих реакцій електровона забезпечена електронним блоком формухімічного квазістаціонарного або квазітермодинавання високочастотних імпульсів пилкоподібного мічного походження як операторів активації рідинтипу, для живлення електродів і створення мікрохної системи і формування «магнітоелектричної вильового фону в щілинах електролізних реактопам'яті» у воді, що надходить в теплову мережу. Запропонований винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використаний на теплових електричних станціях і в котлоагрегатах промислового і комунального призначення, де тепло є носієм енергії при її регенерації або при застосуванні по прямому призначенню. Винахід направлений на ресурсне і енергетичне збереження і економію води і може бути застосований в технологіях і операційних системах водопідготовки, при очищенні водних систем і теплових сітей від сольових відкладень і стабілізації водних властивостей багаторазового використовування в закритих і відкритих циклах водопостачання. Відомий спосіб підготовки води для теплових, мереж за допомогою електричного і теплового поля. Такий спосіб протинакипної обробки води дозволяє зменшити кількість солей у воді за допомогою катодної камери діафрагменного електролізера [Авт. св. СРСР №1122617, С02F1/46, опубл. 11.07.1984.]. Недоліком цього способу є висока енергоємність, складність і невизначеність модуляції об'ємного електрохімічного потенціалу при тому, що підкисляє води і, як наслідок, досить низька ефективність технологічної регламентації при використовуванні його на великих витратах потоків води і великих об'ємах водопідготовки. Досить вузька область застосування. Відомий також спосіб підготовки води з протинакипною обробкою в анодній камері диафрагменного електролізера і її нагріву до температури 30100оС. [Авт. св. СРСР №1090664, С02F1/46, опубл. 04.06.1984.]. Недоліком цього способу є, - досить складна операційна регламентація і контроль режимів. І так, технології з таким способом електролізу і нагріву води також мають вузьку область застосування. Відомий спосіб електрохімічного зм'якшування води методом електролізу в диафрагменному електролізері, за допомогою розділення катіоніту і аніоніту, відстою катіоніту перед змішуванням, а електроліз ведуть при великих витратах електричної енергії, - до 9,3-10Aч/м3. [Авт. св. СРСР№1538442, C02F1/46, опубл. 04.03.1987.]. Недоліком цього способу підготовки води і електролізера що його реалізує, є також велика енергоємність, яка звужує ефективне використовування в технологіях водопідготовки ТЕС, ТЕЦ і інших об'єктах теплоенергетики, де потрібні великі об'єми підготовленої чистої води в системах водозабору і теплової регенерації. Відомий також спосіб протинакипної обробки води і пристрій, який його реалізує в напірних і безнапірних протинакипних електричних апаратах з анодами здатними розчинятися. [Авт. св. СРСР№1555295, С02F1/46, опубл. 07.04.1990.]. Принциповою тут с робота цих апаратів на використовуванні властивості діючого електричного поля, що коагулює, на накипоформуючі фракції, які частково електрохімічно зм'якшені. Апарат має пластинчаті електроди (анод-графіт, а катодсталь). В прикатодній зоні і під дією гідроксильних іонів формується ув'язка карбонатних і бікарбонатиих іонів в нерозчинений (СаСО3), які відкладаються (осідають) частково в електролізній зоні. В прианодній зоні виділені іони водню (Н) приводять до розпаду накипоформуючих часток. Недолік і цього винаходу, - вузька сфера застосування і мала ефективність. Найбільший вплив на процеси накипоформування в теплообмінних системах при електролізі створює явище електрокоагуляції, за рахунок безпосередньої дії електричного (електромагнітного) поля, а також електролітична (електродіалізна) коагуляція, як наслідок до вимушеної амбіполярної дифузії носіїв зарядів і коагуляцій, як продуктів розпаду при дії електродних, об'ємних І міжелектродних процесів термогравітаційного походження. Загальновідомі способи і апарати електролізної дії при протинакипній електричній обробці і тепловій деструкції води і розчинених в ній солей природного і штучного походження, а саме: - електрохімічне зм'якшування води постійним або імпульсним полями; - катодні і анодні електрохімічні способи і електролізери; - об'ємні електролізи на постійних і високочастотних струмах; Всі відомі електролізні дії прискорюють кристалізацію і коагуляцію. Вибір параметрів електролізних систем може бути виборчим і конкретним до рішення термодинамічних і електрохімічних задач протинакипної властивості і вимагає системного контролю за всіма регламентними діями на практиці. Найближчим по суті протинакипної обробки води і її стабілізації є відомий спосіб і установка системної дії, а саме, - [Патент №2185335 RU від 31.06.2001. і Патент №2191162 RU від 16.04.2001]. Ці об'єкти підходять по задачах і ефекту, які забезпечують метастабільність процесу електромагнітного діалізу, оскільки така деструкція формує дроблення шламів і їх кристалів до стану дрібнодисперсної фази, зменшує їх хімічну активність і агресію в 3 рази і відповідає вимогам санітарних норм до безнакипної експлуатації теплових сітей 5 77143 6 енергетичної і теплофікації спрямованості. наприклад, електрохімічною активацією водних Проте, і ці об'єкти не використовують великі систем, за допомогою електричного поля і електрезерви гідромеханіки і теплоенергетики до макричного струму. Деякими фірмами використовусимальної стабілізації метастабільності (квазітерються електростатичні дії або електроліз, на осномодинамічності і квазістаціонарності) і їх відповідві постійного електричного струму, за допомогою ності. Такі резерви має мікродіаліз води, затоплених нерозчинних електродів. При цьому наприклад, дросельне дисперсне дрібне дробленвикористовується вододіл ―електрод-вода‖. з форня в режимі вакуумакустичної активації, коли діє муванням переходів від електронної провідності механізм балоелектричної деструкції дифузії різдо іонної. При цьому, процес проходження електнополярних зарядів з амбіполярним механізмом ричного струму через електроліт супроводжується коагуляції, які відомі з наукового відкриття [диплом виділенням на електродах продуктів електрохіміч№124 МААНОЇ «Явище вакуумакустичної активації них реакцій. Метод зм'якшування води і зниження в рідинних системах», автор д.ф.т.н. Пащенко солей базується на пропусканні постійного електВ.Л., пріоритет 12 жовтня 1998г.] ричного струму через електролізер, де в анодній Близьким за технологічною і технічною суттю камері нагромаджуються іони водню (+), а в катодо винаходу, який заявляється, є спосіб і технолодній (ОН) (-). Часто додатково ведуть електроліз з гія, яка виконує електроліз (електродіаліз) на поскатіонообмінними мембранами, механічними фільтійному струмі стабілізаційної властивості і має трами, у тому числі натрій-катіонітовими фільтраелектролізний апарат коаксіального типу, коли ми. Електроліз з метою зм'якшування води знайанод і катод працюють в режимі реверсу полярношов широке застосування. Для отримання сті, так званої переполюсовки на заданий період і постійного однополярного, безперервного або імчас анодно-катодного і катодно-анодного електропульсного струму частіше всього використовують діалізу (електролізу), режим якого визначається випрямні агрегати серії ВАК і ВАКР, а також серії теоретично або експериментально, коли в осад ТО, ТВ. Використовують також і агрегати циркулявипадає максимальна кількість електролізного ції. Системи включають агрегати обробки води продукту, після електродіалізного очищення води, набором оцинкованих і графітних пластин. Електяка подається в тепловий агрегат, [патент Франції роліз постійним струмом ведуть за допомогою №2443425, З02В5/00, опубл. 08.08.1980г.]. нерозчинних електродів з химічно стійких матеріаПроте, дана технологія і електролізний апарат лів. Для катодів використовують матеріали з досщо її реалізує, забезпечують тільки максимальний татньою електропровідністю: алюміній, залізо, ефект протинакипної дії, а не забезпечують ефекнеіржавіюча сталь. Важливо, що анодний матеріал ту стабілізаційної, що в сучасних теплоенергетичне повинен, в умовах анодної поляризації, розчиних системах має надзвичайно важливе значення нятися і пасивувати. Частіше за все пористі електдля забезпечення належної метастабільності, а родні процеси проходять не тільки на поверхні, а саме квазістаціонарності і квазітермодинамічності. також і в порах матеріалу, який приводить до хіміМеханізм електростатичного поля діє в основчного і механічного руйнування анодів. Використоному на колоїдні частинки, оскільки вони знаховують також титанові аноди з покриттям рутенієм дяться в об'ємно підвішеному стані. Ступінь взаєдо 10мкм. Для чищення електродів використовумної дії залежатиме від електростатичного заряду ють: швидкість потоку води, механічне і кислотне цих частинок, площі електродів і їх контактної поочищення, реверс полярності (зміна полярності), верхні. Зміна заряду або реверс полярності електзакручування потоків води в міжелектродних зазородів впливає на накипоформуючі частинки так, рах, до 2м/с, а інші до 10м/с. Для депасивації елещо вони стають «рихлими» по структурі, і легко ктродів використовують постійний пульсуючий виводяться в осад, і вимиваються при очищенні струм і повітряний барботаж міжелектродної зони. бункера їх накопичення. Для посилення протинаВ основу винаходу поставлена задача, ствокипного ефекту очищення і не допущень накипів і рення комплексного способу електростабілізаційкорозії додатково формують камери з магнітними ної протинакипної обробки води, що зміг би істотно полями, що перетинаються, за допомогою індукстабілізувати протинакипний ефект і різко підвиційної котушки з коливальним контуром. І додаткощити метастабільність електродіалізу, в частині во підключають переривник короткої дії. Часто для квазістаціонарності і квазитермодинамічності репосилення протинакипного ефекту формують піджиму періодичного реверсу полярності катодновищення часу контакту води з електродними повеанодної і анодно-катодною переполюсовки, з урархнями, тобто збільшують шлях циркуляції води. хуванням накипоформуючих і корозійних властиДуже серйозні експлуатаційні ускладнення в востей води при її нагріванні або охолоджуванні, із системах оборотного водоспоживання відбувазаліком термогравітацїйних показників по відповіються і через формування згустків сольових відкдних індексах агресивності. ладень, особливо на теплообмінному устаткуванПоставлена задача розв'язується тим, що в ні. Для усунення цієї проблеми ведуть підготовку способі електростабілізаційної протинакипної обдодаткової води або оборотну воду обробляють робки води, який полягає в тому, що оброблювастабілізаційними способами за допомогою реагенний потік води піддають коаксіальному електродітних добавок, яке пов'язане з організацією реагеналізу стабілізаційними електричними струмами, тного господарства, з великими запасами реагензгідно винаходу, електродіаліз ведуть в режимі тів і який вимагає кваліфікаційного періодичної катодно-анодної і анодно-катодної обслуговування, постійного експрес-контролю і переполюсовки, а потік води дроселюють, при аналітичного обліку. Разом з такими методами, цю цьому час анодно-катодної обробки перевищує проблему вирішують і безреагентними способами, час катодно-анодної на порядок і більш, з ураху 7 77143 8 ванням накипоутворюючих і корозійних властивосмережу. тей води при її дроселюванні, нагріві або охолоСпосіб електростабілізаційної протинакипної джуванні, а оцінку ведуть по відповідних індексах обробки води, згідно винаходу, полягає в тому, агресивності, стабілізації і метастабільності, при що, електродіаліз ведуть в режимі періодичної цьому потоки води закручують в міжелектродних катодно-анодної і анодно-катодною переполюсовщілинах і надають їм обертально - поступальний ки (реверс полярності), при цьому час аноднорух в режимі потокопадів і потокопідйомів. катодної обробки перевищує час катодно-анодної Поставлена задача вирішується системою на порядок і більше, з урахуванням накипоформуелектростабілізаційної протинакипної підготовки ючих і корозійних властивостей води при її нагріводи, що включає коаксіальні електролізери з відванні або охолоджуванні, а оцінку ведуть по відпостійниками, блок електричного живлення і контровідних індексах агресивності і стабілізації, які лю і підсистему підведення і відведення води і визначаються також тим, що регулюються відповівідстою, яка відрізняється тим, що електролізери дно стану фаз квазістаціонарності і квазітермодивиконані спареними над відстійниками, а підводи і намічності, як показників дії термогравітації в ревідведення води пов'язані з коаксіальними електжимах виборчої ситуації, яке контролюється родними щілинами тангенціально і з можливістю електронним пристроєм прямої дії, а електродіаліз надання потокам води кругового поступового руху супроводиться мікродіалізом і ведеться в режимі примусово, зверху до низу в першому по напрямку дросельного дисперсного дроблення до дрібнодируху потоку коаксіального реактора електролізера сперсної фази, а саме до протинакипного і протиі знизу до верху в другому електролізері, з формукорозійного стану, наприклад, до фракцій 2,5-5 і ванням потокопадів і потокопідйомів ротаційного 10-20мкм. типу і з перехідним атрактором в зоні з'єднання Для здійснення вказаного способу в технологіміжелектродних отворів, при цьому система в часях електростабілізаційної підготовки води в протитині підсистеми підведень і відведень води додатнакипних апаратах і операційних системах електково забезпечена регулюючими дроселями, встаростабілізаційної обробки води - «S.E.P.»© новленими на вході в перший коаксіальний розроблених корпорацією «ПромЕкономСервіс» електролізер і на вході в теплообмінник системи. передбачені наступні істотні і переважаючі ознаки Також задача вирішується установкою електопераційної системи (Свідоцтво№15418, ролізної стабілізаційної і протинакипної підготовки 18.01.2006.): води для теплових сітей, що містить електролізери - електроліз ведуть за допомогою синхронного виконані у вигляді центрального циліндрового фазового електролізера з двох спарених електроелектроду-анода і охоплюючого його коаксіально лізерів; периферійного електроду-катода, створюючі щіли- потік води подають в електродіалізний апасті електролізні реактори, вхідні і вихідні водоводи рат тангенціально щодо міжелектродного простоз регулюючої подачу води апаратурою і бункери, ру, а потік закручують спочатку зверху до низу, а для збору електролізного осаду з реакторів при потім знизу до верху і орієнтують конусним нижнім реверсі полярності на електродах, яка відрізняєтьпіддоном і (або) і конусним верхнім конусом кришся тим, що реактори електролізерів зв'язані попаки; рно над бункерами, а їх водоводи - тангенціально - потік води піддають електролізу постійним з щілистими камерами реакторів, і утворюють спіелектричним полем випрямленим з 50гц до 60кГц і льно підсистему обертально-поступальних потоконтролюють силу струмів на аноді і катоді електкопадів і потокопідйомів, відповідно в першому по ронним способом, з показом інформації на диспходу руху потоку води електролізера, потокопадів, леї, і програмним управлінням по реверсу поляра потім в другому потокопідйомів, які утворюють в ності та стабілізації і їх визначенню до зоні сполучення перехідної гідродинамічний атракквазістаціонарності і квазітермодинамічності, тобтор, закручений щодо коаксіальних щілин реактото метастабільності щодо дії чинників термогравірів і їх електролізних камер. тації (парціальності і внутрішніх гравітаційних, Також задача вирішується установкою., яка віелектричних і теплових об'ємних хвиль), теплових дрізняється тим, що вона забезпечена регульоваї бароклінних положень щодо донної і над електними заслінками з дроселями встановленими на родної частин реактора. При цьому електролізери водоводах, переважно на вході потоку води. електродіалізного апарату спарені по потоках воТакож задача вирішується установкою, яка віди, як вгору так і вниз, що формує ефект електродрізняється тим, що вона забезпечена електронщілистого і дисперсного електротермогідродіалиним блоком формування високочастотних імпульзу, коли відповідальним за стан коагуляції стає сів пилкоподібного типу, для живлення електродів електрокапілярний ефект електростабілізації; і створення мікрохвильового фону в щілинах елек- потік води піддають електрозарядному та тролізних реакторів, у тому числі і при реверсі поелектромагнітному макродіалізу за допомогою лярності. термо е.д.с. амбіполярних аномалій, між центраТакож задача вирішується установкою, яка вільною і периферійними коаксіальними поверхнями дрізняється тим, що електронний блок забезпечеелектродів, що формують таким чином градієнт ний програмою створення мікрохвильового вакуупосилення анодно-катодного і катодно-анодного макустичного поля на фоні електролізних щілистих режимів поляризації і метастабільності при реверсі реакцій електрохімічного квазістаціонарного або деструкції; квазітермодинамічного походження, як операторів - реактори електролізерів спарені в нижній активації рідинної системи і формування «магнітопридонній частині, а потоки води орієнтовані в електричної пам'яті» у воді, що поступає в теплову електричному полі і діють як синхронні фізичні 9 77143 10 (електричні, електромагнітні, магнітоелектричні і лообмінник 24, відведення 25 шламів в систему квазітермодинамічні) потоки і поля, у тому числі каналізації і переробки, регулюючі дроселі 26 і 2, градієнтні (термо. е.д.с, термогравітаційні), які при відведення для питної воли з водопроводу Т1 і взаємодії суперпозують як складові орієнтованих відведення води гарячого водозабезпечення Т2. топологічних і калібрувальних полів деструкції, в Спосіб здійснюється таким чином. метастабільних станах і фазах електромікродіаліВода з питного водопроводу Т1 через дросель зу, а саме, формують підготовку фізично обробле26 подається в перший реактор 21. Там вода підної води, придатної до споживання в теплових дається подальшій електролізній і мікродіалізній системах і апаратах, по відбору теплової енергії за обробці в коаксіальних щілинах міжелектродних допомогою пароводяних теплообмінників; зазорів електричним струмом, закручується танге- реактори електролізерів мають електронну нціальними введеннями потоку води, і за допомосистему автоматичного управління і контролю реггою конусного корпусу відстійника такий закручеламенту, - електродіалізу, електролізу, термодений потік перетворить в пульсуючий вертикальний струкції, потокопідйомів і потокопадів, в режимах термогравітаційний стан. Цим самим створюються коагуляції продуктів електролізної активації і деумови для трибоелектричного мікродіалізу спільно струкції по всіх каналах коаксіальних щілин в міз поверхнями анодів і катодними шарами, коли желектродному просторі, де формуються поверхчастинки і шламові включення і відходи присконеві і об'ємні хвилі і електрична напруга з рюють в десятки разів в зону відстою, там осідаперіодами реверсних полярностей і переполюсоють і відводяться каналами в каналізацію або на вок; переробку. Потік поли поступає з першого елект- електроліз ведуть в режимі періодичної каторолізного реактора 21 в підключений до нього друдно-анодної і анодно-катодної перелолюсовки, а гий реактор 22. Там потік води проходить аналогіреверс полярностей при цьому, а саме, час анодчний регламентний режим, який контролюється но-катодної обробки при проведенні коаксіального блоком 20. Потім очищена в такий спосіб вода електродіалізу стабілізаційними електричними подається в пароводяні теплообмінники і не має струмами, перевищує час катодно-анодної електнакипообразуючих і корозійних властивостей, що ротермічної деструкції міжелектродного проміжку дозволяє ефективно використовувати все тепло. (щілини) на порядок і більше, тобто 1-45 годин Модель дросельної обробки води ї перевепроти 10-45 хвилин, і контролюється з урахуванденням її в пружнокапілярну дрібнодисперсну фаням накипоформуючих і корозійних властивостей зу базується на квазітермодинамічній концепції води при її нагріванні або охолоджуванні, при регметастабільності такого стану н періоди дерелакламентації квазістаціонарного і квазітермодинамісацій придбаних властивостей «магнітоелектриччного режимів, а оцінку ведуть по відповідних інденої пам'яті» при дії електричних і магнітних полів. ксах агресивності і стабілізації, при експрес-аналізі Такий стан міжелектродних квазітермодинамічних і експрес-корекції режимів електромікродіализу і текстур формує метастабільні квазістаціонарні деструкції накипів при відправці їх в осад, як шлам. фази, а саме, модифікована квантово-механічна А головне, що всі ці дії ведуть в режимі дросемікроіндукція і, як результат, підсилює «магнітоельного мікродіалІзу, коли воду диспергують до лектричну пам'ять» з очевидним за часом періодрібнодисперсної фази, яка приводить сформовадом дерелаксацій. Модуляція таких текстур метасну амбіполярну дифузію до метастабільного квазітабільності є особливим інструментом при стаціонарного і квазітермодинамічного стану, який конструюванні операційних систем абсолютно носаме і забезпечує стабілізацію, протинакипні і прового покоління. Таким чином, задача модуляції і тикорозійні властивості, з активацією лій і дерелафіксації «магнітоелектричної пам'яті» в теплових ксацію реакцій всієї макросистема водних системах є інструментом в створеному і Суть винаходу пояснюється докладним опизаявленому способі безнакипної підготовки води сом прикладу його здійснення з посиланням на для теплоенергетичних систем, як досягнення нокреслення, де: вого і високого технічного рівня. на Фіг.1 схематично показана технологічна Таким чином, суттєвими ознаками об'єктів висхема розміщення устаткування типу «S.Е.P.»©. в находів маємо «Спосіб..., і систему, яка його реатеплоагрегаті. лізм», а саме, система включає коаксіальні електна Фіг.2 приведений варіант коаксиальності і ролізери з відстійниками, блок електричного тангенційності протоків води в міжелектродних живлення і контролю і підсистему підведення і відциклах і їх атракція при варіанті спарених електведення води і відстою. Електролізери виготовлені ролізерів. а також при виконанні електродіалізу з парними над відстійниками, а підводи і відведення дросельним мікродіалізом. води пов'язані і коаксіальними електродними щіНа Фіг.3 - режим переполюсовки (реверс полинами тангенціально і з можливістю надання полярностей); токам води кругового поступового руху, примусоНа Фіг.4 - режим очищення бункерів во, зверху до низу в першому по напрямку руху На Фіг.5 - конструктивні особливості пристрою потоку коаксіального реактора електролізера і електролізного блоку і його параметри. знизу до верху в другому електролізері, з формуТехнологія реалізації способу (Фіг.1) електросванням потокопадів і потокоподйомів ротаційного табілізаційної протинакипної обробки води вклютипу І з перехідним атрактором в зоні з'єднання чає блок 20 для живлення і автоматичного управміжелектродних отворів. При цьому система в часління і контролю, реактори 21, 22 електролізу, тині підсистеми підведень і відведень води додателектродіалізу і мікродіалізу, відстійники 23 для ково доповнена регулюючими дроселями, встаношламів як продуктів очищення, пароводяний тепвленими на вході в перший коаксіальний 11 77143 12 електролізер і на вході в теплообмінник системи. живлення забезпечена восьмирозрядним лічильТобто. ця система реалізує спосіб електростаником напрацювання годинника, що забезпечує білізаційної протинакипної підготовки води, яка контроль періодів профілактичних робіт очищення, полягає в тому. що потік води піддають коаксіальпродування і заміни анодів. Окрім ручного завданному електродіалізу стабілізаційними струмами, і в ня параметрів струму і напруги в блоці управління режимі періодичного реверсу полярностей, а потік передбачений автоматичний режим роботи, який води дроселюють, при цьому час анодно-катодної залежно від величини витрати оброблюваної води обробки перевищує час катодно-анодної на порязадає величини струмів реакторів пропорційно док і більше, і ведеться з урахуванням накипофовитраті. За відсутності протоку електроліз води рмуючих і корозійних властивостей води при її припиняється, а при появі витрати струми реактодроселюванні, нагріванні або охолодженні, а оцінрів задаються пропорційно заданій величині, що ку ведуть по відповідних індексах агресивності, дозволяє значно економити електроенергію і знос. стабілізації і метастабільності. Витрата відображається лінійним світлодфодним В такій системі і її підсистемі функціонально індикатором від нуля до 100 відсотків, з кроком 10 ув'язані оператори, які виконують електродіаліз і відсотків. Модулем автоматичного електроочимікродіаліз в режимі електроочищення води і елещення катодів реакторів є цифровий задавальник ктродних поверхонь від накипоформуючих солей. часу. Цифровим кодом задається період часу між Такий режим контролюється автоматикою інвертуочищеннями катодів від 1 до 15 годин і тривалість вань і висвічується на дисплеї для періодичного електроочищення від 1 до 15 хвилин. Час задастькоректування метастабільності процесу у фазах ся при наладці системи, ґрунтуючись на розрахунквазістаціонарності і квазітермодинамічностї по ках і з урахуванням хімскладу оброблюваної води, показнику магнітоелектричної пам'яті води, яка витрат і параметрів струмів і напруг реакторів. Для циркулює в теплообмінниках. контролю задавальника часу в нього введений Система стабілізаційної обробки потоку води режим «Турбо», що за короткий час дозволяє пепризначена для електрохімічної обробки потоку реконатися в справності цієї системи. Крім того, в води , що проходить через реактори системи з блоці управління є необхідна індикація всіх режиметою забезпечення безнакипного режиму роботи мів роботи і параметрів системи. теплотехнічного устаткування. До складу виробу Таким чином, компоновка операційної системи входять два модулі реакторів, система живлення і виконана виходячи з умов забезпечення реалізації автоматичного управління. виборчого ефекту «Квазітермодинамічний електКонструктивно модуль реакторів є конструкціроліз рідин під дією постійного електричного поєю, що складається з двох послідовно зв'язаних ля». металевих місткостей циліндричної форми, усереДо блоку контролю і захисту Інвертувань піддині яких на ізоляторах встановлені циліндричні водиться мережна напруга. Параметри напруги графітові аноди. На введенні в перший реактор мережі, мінімальне і максимальне значення напрубайпасно встановлений датчик витрати оброблюги і час відключення заноситься в пам'ять мікропваної води. роцесора. Якщо параметри живлячої напруги знаВведення і вивід води, з метою закручування ходяться в межах заданого, то блок захисту потоку, виконані коаксіально, що сприяє більш підключає мережу до інвертувань. Інвертори є інтенсивній електрообробці. могутніми стабілізованими і керованими в ручну і В нижніх частинах реакторів є бункери із зливавтоматично джерелами живлення. Мережна наними патрубками для скидання осаджених солей пруга випрямляється, фільтрується і перетворюкальцію, магнію і заліза. Графітні аноди закріплені ється шим-модулятором в напівмостових інвертона фторопластових ізоляторах на фланцях, що рах в частоту 60кГц., а силові ключі інверторів дозволяє проводити їх розбирання і профілактичкомутують імпульси струму в обмотці силових тране очищення катодів. нсформаторів. На виходах трансформаторів встаСистема живлення і автоматичного управління новлені силові вентилі і фільтри. В інверторах є єдиним блоком, що складається з двох незалежздійснюється пропорційне струмкове управління і них гальванічно розв'язаних силових інвертувань з широтно-імпульсне регулювання. Управління вихісистемами вентиляції для відведення тепла від дною напругою здійснюється зміною тривалості силових елементів. Інвертування мають ручне і імпульсів відкритого стану силових ключів. Знаавтоматичне управління. Інвертування забезпечучення вихідної напруги і струму обробляються ють живлення реакторів стабілізованою напругою і шим-контролерами і системою регулювання, що стабілізованим постійним струмом. дозволяє роздільно задавати величину напруги і Два чотирьохрозрядні цифрові індикатори струму, що знімається з шунтів інверторів. Індикапризначені для контролю величин заданого струму ція струму і напруги проводиться за допомогою або напруги, що підводиться до реакторів системи. аналогових цифрових перетворювачів і двох чотиМережна напруга до інвертувань поступає з блоку рьохрозрядних цифрових світлодіодних індикатоконтролю і захисту. Цей блок проводить вимірюрів. На передніх панелях інвертувань встановлені вання і індикацію, на трьохрозрядному цифровому регулятори ручного завдання напруги і струму, а світлодіодному індикаторі, значень мережної натакож перемикачі режимів роботи і параметрів пруги. Якщо величина напруги в мережі нижче або системи, що відображаються. Інвертори мають вище запрограмованого значення, то живлення захист від коротких замикань і обриву навантаінвертувань на заданий час відключається, до тих ження. Для відведення тепла від силових елеменпір, поки значення мережної напруги не стане затів інверторів встановлені осьові вентилятори. даним, тобто безпечним для інвертувань. Система Частота обертання вентиляторів пропорційна на 13 77143 14 довжина з'єднувальних кабелів м. 5 вантаженню системи. маса блоку управління не більш кг. 5 Датчик витрати є лінійним витратоміром, що встановлений байпасно на ввідний патрубок. ЗбіПорядок настройки системи «S.E.P.»© льшення витрати води приводить до переміщення Після монтажу реакторів на об'єкті ведеться кільцевого магніта у напрямі дії потоку. Зміщення регламентна перевірка роботи п'яти засувок, - вхімагніта відбувається пропорційно витраті. На зовдної, вихідної, байпасної і двох зливних. Ведеться нішній поверхні встановлені датчики Холла і опетехнологічне підведення кабелів живлення реакраційні підсилювачі. Живлення датчиків витрати торів і витратоміра. Ведеться підключення роз'ємів поступає від інверторів. Вихідні напруги датчиків до блоку управління і включення блока управління витрати прямо пропорційні витраті оброблюваної в мережу. Заповнюються реактори водою. При води і служить завданням струму електролізу, при цьому байпасна засувка і зливні повинні бути педискретній зміні (реверсі) катодних і анодних реакрекриті, а вхідна і вихідна засувки реакторів відкцій і плазмохімічної турбулентності або нестійкості риті. Переконатися в наявності протоку оброблюелектродіалізних деструкцій очисної і захисної ваної води через реактори. властивості. Величина витрати відображається на Після включення блоку управління в мережу дисплеї блоку управління лінійним світлодіодним на індикаторі блоку захисту інверторів висвітиться індикатором. При індикації виграти від 0 до 100% з значення мережної напруги. Через деякий час, кроком 10%. датчики витрати і силові інвертори необхідний блоку захисту для аналізу живлячої гальванічно розв'язані і розділені, для забезпеченмережі і якщо воно знаходиться в рамках запрогня інвертори полярності струму в режимі електрорамованого, мигання індикатора напруги мережі очищення катодів реакторів. Блок управління з припиниться і блок захисту подасть напругу на автоматичним електроочищенням складається з інвертори. керованого задаючого генератора, дільників часЯкщо вимикач мережі на блоці управління був тоти і лічильників часу періодів між очищеннями і включений, то засвітяться індикатори вихідної начасом очищення. На час очищення катодів полярпруги або струму інверторів. Перемикач ―ручненість вихідного струму інвертується. При цьому на автомат‖ перевести в положення ручне і встановиграфітні електроди генерують мінуси, а на корпус ти вихідну напругу інверторів за допомогою регуреакторів плюси джерел струму (іонів, електронів і ляторів напруги в межах 10-15В, а струм в межах радикалів). Задания періодів часу між електроо4.5-5А. Провести регулювання датчика витрати чищенням катодів від 1 до 15 годин і часу очищеншляхом переміщення датчиків Холлу щодо корпуня від 1 до 15 хвилин проводиться перемикачами су витратоміру так, щоб показання лінійного індина передній панелі блоку управління. Крім того, є катора витрати відповідало максимальним покаіндикація режиму електроочищення і відліку часу. занням при максимальній витраті оброблюваної Для перевірки роботи введена прискорена робота води, а мінімальні показання - мінімальній витраті. в режимі Турбо. При цьому частота задаючого При максимальній витраті води вихідні напруги генератора збільшується в десять і більш разів. витратомірів повинні знаходитися в межах 4.5В, а Відлік часу напрацювання годинника здійснюза відсутності протоки ~0,0В. Провести перевірку ється при роботі системи електромеханічним возадавальника часу автомата електроочищення сьмирозрядним лічильником. катодів реакторів в прискореному режимі натискуТехнічні характеристики системи «S.E.P.»© ючи кнопку Турбо, при цьому індикатор «рахування» горить безперервно. Для швидкої перевірки Одиниця перемикач часу встановити в положення «1год.», а ПараНайменування характеристик вимірютривалість 15хв. При цьому через одну хвилину метр вання відбудеться зміна полярності на електродах реак220+10напруга живлення В торів і загориться світлодіод, що відображає ре15% жим очищення. При загорянні світлодіода «очиспоживана потужність не більш Вт 400 щення» швидко натискувати на кнопку «Турбо», запрограмовані пороги захисту інверпри цьому світлодіод «рахування» почне мигати з торів В 180-245 частотою 2Гц, а світлодіод «очищення» з частотою час відключеного стану сек. 60 1Гц. Переконавшись в справній роботі встановити кількість силових інверторів шт. 2 частота мережі живлення Гц 50 перемикачі задавальників в рекомендованих мечастота перетворення кГц 60 жах. вихідна стабілізована напруга В 5-15 Увага! - інтервали часу повинні бути надані вихідний стабілізований струм А 0-10 виробником на підставі розрахунків. Часте і трива3 максимальна витрата M год. 50 ле електроочищення може привести до швидкого крок індикації витрати %. 10 зносу катодів реакторів за рахунок анодного розперіод електроочищення год. 1-15 чинення металу. Під час режиму «електроочищентривалість електроочищення хв. 1-15 ня» проводиться зміна полярності вихідної напруги площа графітних анодів 0.75 інверторів, а відкладення солей кальцію, магнію і кількість реакторів шт. 2 заліза інтенсивно знімаються і подаються в бункемаса анодів кг. 40 ри реакторів. Відходи видаляються з бункерів при термін служби анодів при густині стру2 промивках кожні два - три дні, шляхом відкриття му 10A/m років 3 зливних засувок і скидання відкладень в каналізаоптимальний струм кожного реактора А 4.5-5 цію. Час режимів електроочищення може бути орієнтовна кількість осаджених солей в бункерах реакторів за добу кг. 0.3-0.5 скоректований в невеликих межах за результата 15 77143 16 ми перевірок і чищень катодів механічним спосокулює вода, в прикатодній зоні відбувається підбом, через 2-3 місяці роботи системи. луження води в результаті ЇЇ кисневої деполяризаВеличина струмів реакторів в автоматичному ції з реакціями: режимі задається витратоміром. При максималь1/2 О2+Н2О+2є-—►2ОН(1) ній витраті води вихідні напруги витратоміру обох а на аноді з реакціями: + інверторів лежать в межах 4.5 вольт, а струм еле2Н2О-4е—►О2+4Н (2) ктролізу кожного реактора встановлюється мехаВідстань між катодами і анодом - шор коаксіанічно, викруткою під шліц, на регулювальних резильно розташованих електродів ~ 30мм., а катодна сторах і верхній панелі блоку управління. Значне зона більше анодної, тому іони (Н+), що виділяпадіння заданого струму реакторів і довільний пеються, не встигають підкисляти середовище і розрехід інверторів з режиму «стабілізації струму» в чинити осідання солей, що утворюються. режим «стабілізації напруги» при тривалій роботі В прикатодній зоні відбуваються наступні реасистеми може бути причиною зносу графітних кції: анодів або великою товщиною відкладень на каΟH-+НСО3-—►Н2О+СО32-+СО2 (3) тодах. Са2++СО32-—►СаСO3 (4) При роботі системи в бункерах реакторів щоСа2++2ОН-—►Са(ОН)2 (5) доби відкладається до 0.3-0.5кг. солей кальцію, Mg2++2ОН-—►Mg(OH)2 (6) магнію і заліза. В цьому випадку розчинність характеризується Для видалення цих відкладень, кожні 2-3 дня параметрами: слідує проводити продування, відкривати зливні СаСО3=1,3 10-4моль/л= 0,013г/л (7) засувки і змивати відкладення в каналізацію. Кожні MgCO3=3,2 10-3моль/л=0,236г/л. (8) 2-3 місяця необхідно проводити розкриття реактоСа(ОН)2(у вигляді СаО)=0,1г/100г (1г/л.) (9) рів, відкрутивши болти на верхніх фланцях реакMg(OH)2(у вигляді MgO)=2 10-3г/100г торів. Обережно витягуючи графітні електроди (0,02г/л.) (10) провести механічне очищення катодів. При цьому Оскільки найнижча розчинність у [СаCO3], блок управління слід відключити від мережі, відк(0,013г/л.), то на початку відбувається освіта (Сарити байпасну засувку, а вхідну і вихідну засувки СО3), а потім утворюється [Mg(ОН)2] і [Са(ОН)2]. закрити. При значному зносі графітних анодів, коПроте, [Mg(OH)2] утворюється при рН>5,5. А згідно ли їх діаметр буде менш 50мм., аноди слід заміданим хімічного аналізу осідання з катода харакнити. теризується наступними параметрами: При роботі системи стабілізаційної обробки СаСО3-17,5г/100л. (11) води в автоматичному режимі ніяких особливих Са(ОН)2-25,6г/100л. (12) робіт окрім промивки бункерів кожні два три дні Mg(OH)2-6,6г/100л. (13) виконувати не вимагається. Оператор повинен Fе(ОН)3-0,154г/100л. (14) щодня записувати в журнал параметри роботи Отже, [рН] в прикатодній зоні формується на системи напруги і струму реакторів, як значення рівні 8,5-9,0; тобто створюються умови зменшення встановлених діапазонів і черговість електроочшпересичення по групі [СаСО3] (утворення Са(ОН)2 і цення, витрата у відсотках. Крім того, записуютьСаСО3). ся, - дата і час змиву відкладень і дати розкриттів і Отже кисень, що виділяється на аноді часткочищень катодів реакторів. во витрачається на скріплення іонів Блок-схема безреагентної електростабіліза[Fe2+ O2 Fe3+ —► Fe(OH)3], а частково, кисень ційної підготовки води в режимі безнакипного елевзаємодіє з графітом анода з створенням [СО2] ктродіалізу, приведена в додатку. (при щільності струму > 10А/м2·[СО2] і транзитом Пропоновані процеси відбуваються в бездіафпоступає в бойлери, що сприяє перетворенню рагмових електролізах з коаксіально розташоваультра мікро зародків [Са СОз], ЩО утворюються в ними електродами. (Катод - вуглецева сталь, пристінковій області в розчинний фрагмент анод-графіт). Процес базується на електрощілис[Са(НСО3)2]. Частково [СО2] розчиняє і колишні тому мікродіалізі з оператором коаксіального щівідкладення [СаСО3] [СаСО3+СО2Са(НСО3)2]. Толистого типу, в якому формується «Явище електвщина відкладень в першому апараті менше рощілистий квазістаціонарний ефект». ( 2мм), ніж в другому ( 7-10мм). Вірогідно фрагВ процесі мікродіалізу на електроди подається менти [СаСО3] і [Са(ОН)2] що утворюються в перпостійний електричний струм. Катодна густина шому апараті є центром кристалізації в другому струму коливається в межах 4,7-12,7А/м2. Вода в апараті, а отже, каскад апаратів з тангенціальним електролізери подається тангенціально і коаксіапідведенням води підсилюватиме ії ефект стабілільно (в першому - зверху вниз, а в другому - від заційної обробки. Такий процес характеризується низу до верху і т.д.). В електролізерах катодна «Явищем естафетної електротермодинамічної зона значно більше анодної, на відміну від відомих супергравітації», що приводить до метастабільноплоских паралельних електродів, в яких межа касті, а отже до квачістаціонарчої активації. тодної і анодної зон розташована в площині, а в Призначена для переривистої електрохімічної запропонованому способі з яскраво вираженою обробки потоків води, що проходить через реактоцентральною зоною, від чого і залежить характер ри системи в режимах безнакипної підготовки. До протікаючих реакцій і їх посилення (квазістаціонаскладу системи входять модулі реакторів, система рна супергравітація). живлення і автоматичного управління; Під впливом постійного електричного струму, Модулі реакторів базуються на циліндрових що протікає через водний розчин від зовнішнього місткостях, що послідовно сполучаються, усереджерела за допомогою електродів, між якими цирдині яких на ізоляторах встановлені еквідистантно 17 77143 18 циліндрові графітні аноди. Перший реактор забезлогів і в прототипу; печений датчиком витрати обробленої води, який - щільність насичення зарядом води для вибзмонтований байпасно (рухомо від опору води). раної пари електродів має теоретичну спрямоваВхід і вихід води виконаний коаксіально і забезпеність і розраховується за формулами розробленої чує закручування потоків, з метою інтенсифікації методики; електродіалізної обробки, за рахунок посилення - має спосіб контролю режимної складової, у ефекту трибоопору; тому числі накипоформуючих і корозійних властиГрафітові аноди закріплені за допомогою фтовостей при дросельному мікродіалізі і електродіаропластових ізоляторів на відповідних фланцях. лізі (електролізі). Для скидання осадкових солей кальцію, магнію і Запропонована система реалізує в способі заліза реактори забезпечені зливними бункерами режим електростабілізації протинакипної підготовз патрубками; ки води за допомогою операторів, які представлені Cистема забезпечена підсистемами живлення послідовно на Фіг. 2, 3 і 4. і управління, виконаних у вигляді двох незалежних На фігурах показані: 1 - трубопровід подачі гальванічних роз'єднаних силових інверторів, що оброблюваної води; 2 - трубопровід подачі обробмають системи вентиляції при відведенні тепла від леної води; 3, 4, 5, 6, 7 -засувки; 8 - 1-й сталевий силових елементів. Інвертори мають ручне і автореактор; 9 - 2-й сталевий реактор; 10 - блок живматичне (дискретне) управління, - по живленню із лення і управління; 11 - подача стабілізованої настабілізованим управлінням напругою і стабілізопруги до анодів; 12 - подача стабілізованої напруги ваним постійним струмом; до катодів; 13 - подача сигналу від датчика витраРеактори системи забезпечені двома чотирьоти; 14 - бункери для збору осаду; 15 - 1-й графітхрозрядними цифровими індикаторами контролю ний анод; J6 - 2-й графітний анод; 17 - катодні понапруги і струму. Також є блок контролю і захисту верхні; 18 - осад; 19 - напрям руху води. мережної напруги, для періодичного відключення і Режимність регламенту електростабілізації підключення в безпечному режимі інверторів; здійснюється в такій послідовності. Система живлення обладнана восьмирозрядУ всіх режимах роботи засувка 3 закрита. Вона ним лічильником контролю режиму очищення, відкривається, а засувки 4, 5 закриваються тільки продування і заміни графітових анодів; під час проведення профілактичних робіт на реакАвтоматичне очищення катодів ведеться під торах. контролем цифрових кодів, - з періодом очищення Режим електролізу. катодів від 1 до 15 годин і тривалості їх періодів Оброблювана вода поступає в 1-й реактор 8, від 1 до 15 хвилин, з урахуванням складу обробпри цьому датчик витрата 13 подає сигнал на блок люваної води, її витрати, параметрів струмів і науправління пропорційний витраті води, який слупруги в реакторах. Задавальник часу в режимі Тужить завданням струму електролізу (0,18рбо і блок управління мають всю необхідну 0,2А/м.2год.). індикацію всіх режимів і параметрів системи. Автоматичне регулювання дозволяє оптимізуТаким чином, наданий спосіб підготовки воли вати споживання електричної енергії і мінімізувати для теплоенергетики порівняно з прототипом і витрату графітних анодів 15, 16. аналогами має такі істотно вагомі технікоКоаксіально подана оброблювана вода омиекономічні ознаки, а саме: ває анод 15 реактора 8 і коаксіально подається в - дозволяє виключити цілий ряд операцій: відреактор 9, де підіймаючись по висхідній спіралі стій, підкислювання, катонуванняя, декарбонацію, омиває анод 16. барботацію; Протікаючі під час цього руху електрохімічні - властивості, які отримала вода після суміснореакції осаджують на катодній поверхні 17 високого електролізу і дросельного мікродіалізу, характедисперсні частинки карбонатів кальцію, магнію, ризуючі безнакипний режим роботи теплоагрегасолей заліза, а розчинений у воді кисень взаємодіє тів, закріплюються па період, по менший мірі, 40 з графітними анодами 15, 16. днів; Режим переполюсовки. - пристрій і операційна система за допомогою Режим переполюсовки встановлюється автояких можна обробити воду за запропонованим матично за допомогою керованого задаючого геспособом, можуть працювати як на постійному нератора дільників частоти і лічильників часу періструмі так і на високочастотному, і змінному; одів між очищеннями і часу очищення блоку 10. На - електроенергія за запропонованим способом час очищення катодів полярність вихідного струму витрачається у десятки разів менше ніж у будьконвертується, при цьому на графітні електроди якого аналога і прототипу; 15, 16 поступають мінуси, а на корпус реакторів 17 - відпадає необхідність використовування хімплюси джерела струму. реактивів; Під час переполюсовки осад 18, що утворився - не вимагає додаткових робочих майданчиків, під час електролізу на катодних поверхнях 17, осіа саме може бути реалізований на діючих теплодає в бункерах для збору осаду 14. пунктах; Задания періодів часу між переполюсовками і - відпадає необхідність в утилізації відходів часу переполюсовки залежить від витрати і харакобробленої води, оскільки не використовується в теристик води. технологічному процесі; Так, при витраті води 100м3/год. і жорсткості - металоємність пристрою і системоформуюблизько 8мг екв/л, режим переполюсовки через чих агрегатів для реалізації способу, що заявлятри години з тривалістю 10хв., дозволяє працювається, в 12-17 разів менше ніж у будь-якого з анати без очищення реакторів протягом року. 19 77143 20 Режим очищення бункерів. Система складається з реакторів, що є цилінОчищення бункерів від осаду 18 проводиться дровими місткостями з відстійниками в нижній час2-3 рази на тиждень, шляхом відкриття вентилів 6, тині реакторів виготовлених із сталевих труб і ізо7 на 30-50сек. льованих від корпусу графітних анодів, Операційна система електростабілізації води закріплених на ізоляторах усередині цих місткосвключає: тей. Для інтенсифікації процесів обробки води, 1 - трубопровід подачі оброблюваної води; 2 оброблювана вода поступає у верхню частину трубопровід подачі обробленої води; З, 4, 5, 6, 7 першого реактора, причому, підведення води в засувки; 8 - 1-й сталевий реактор; 9 - 2-й сталевий реактор і виведення її з нижньої частини першого реактор; 10 - блок живлення і управління; 11 - пореактора проводиться тангенціально. При цьому дача стабілізованої напруги до анодів; 12 - подача потік оброблюваної води обертається і диспергустабілізованої напруги до катодів; 13 - подача сигється багато разів навкруг анода, що сприяє більш налу від датчика витрати; 14 - бункери для збору повному і якісному процесу обробки води. Другий осаду; 15 - 1-й графітний анод; 16 - 2-й графітний реактор аналогічний першому, але вода в ньому анод; 17 - катодні поверхні; 18 - осад; 19 - напрям закрученим потоком поступає знизу і виходить у руху води. верхній частині другого реактора. Корпус реактора Аналіз ефективності роботи комплексу електє катодом, анодами при антинакипній обробці є ростабілізаційної обробки води. графітні стержні. Невід'ємною частиною даної сисСистема розроблена для здійснення безнакитеми с електронний блок управління, що є керовапного режиму роботи теплотехнічного устатним стабілізованим джерелом постійного струму. кування. Це силове джерело струму виконане на базі ревеРозчинені у воді солі Са. Mg і Fe г основними рсивного тиристорного, гальванічно розв'язаного накипоутворювачами. Жорстка вода характеризувід мережі і заземлення, стабілізатора струму з ється значною концентрацією цих катіонів. Для фазовим управлінням. нашого регіону жорсткість сирої води складає 6До складу електронного блокувходять такі ву8мг.екв/літр, а це значить, що в перерахунку на зли живлення, управління і контролю: солі Са, Mg і Fe ця величина складає вже сотні 1. Контроллер мережі забезпечуючий: вимірюмг/л. При виробництві гарячої води ця вода постування мережної (живлячої) напруги, перевірку її пає в теплообмінник, контактуючи з нагрітою до величини по наперед запрограмованих значеннях високої температури теплообмінною поверхнею, Umin і Umax в рамках яких забезпечується безпечна відбувається інтенсивне утворення кристалів цих робота електронного блоку. Якщо живляча напрусолей (кристалів приманок) їх зростання і прикига мережі знаходиться в межах 220±15%. то після пання до поверхонь теплообміну. процесу вимірювання (час вимірювання також проВ системах опалювання для забезпечення грамується) проводиться подача напруги на силобезнакипного режиму котлів широко використовувий трансформатор тиристорного реверсивного ються системи ХВО (хімічної обробки води), часстабілізатора струму з повною гальванічною розтіше всього це нагрій-катіонування. В цих системах в'язкою від мережі і землі (корпуси). Одночасно водопідгоговки проводиться заміщення солей Са і живлення підводиться до системи управління реMg на іонообмінних поверхнях (сульфовугілля, шти вузлів електронного блоку. іонно-обміїші солі Ку 2 і т.і.) солями NaCI. Така 2. Блок імпульсно-фазового управління призводопідготовка добре себе зарекомендувала, але начений для формування відкриваючих імпульсів вона не позбавлена відомих недоліків. Процес силових тиристорів для забезпечення необхідних обробки води в ХВО циклічний. На першій стадії кутів відмикання щодо моментів часу переходу розпушування іонообмінної смоли протитечією мережної напруги через нуль (синхроімпульси). води, на другій стадії відновлення іонообмінної Генератор пилкоподібної напруги (ГПН) синхроніздатності смоли розчином солі NaCI (регенерація), зований цими імпульсами. далі слідує процес зм'якшування і промивки смо3. Система регулювання служить для виробли. Витратними матеріалами є не тільки гранули лення сигналу розузгодження між заданою велиNaCI, але і іонообмінна смола, яка не тільки виночиною струму і фактичною величиною яка знімаситься при роботі ХВО, але виснажується втрачається з шунта. Шунт включений послідовно з ючи іонообмінну здатність. Ця технологія придатна навантаженням (реакторами). Напруга знімається для водопідготовки котельної води, але не придаз шунта пропорційно істинній величині струму. тна для гарячого водопостачання. Отже має вузьПропорційно-інтегральний регулятор підсилює ку область застосування. різницю між заданим «в ручну» або «автоматично» Для безнакипного режиму роботи теплообмінпо фактичній витраті води. Компаратор з вузлом ників працюючих на мережній сирій воді застосовформування імпульсів управління силовими тирина тільки електрохімічна стабілізаційна обробка сторами порівнює значення цього розузгодження з води. Альтернативи даній безреагентній водопідсинхронізованим мережею напругою ГПН генераготовці на сьогоднішній день немає. тора пилкоподібної напруги і у відповідний (що Розроблена стабілізаційна система обробки вимагається) момент часу перекидається і виробводи призначена для забезпечення безнакипного ляє імпульси управління тиристорами. режиму роботи теплотехнічного устаткування, як Причому чим пізніше, від моменту переходу для систем гарячого водопостачання, так і для мережної напруги через нуль, сформується відкоборотного циклу котельного устаткування. Обриваючий тиристор імпульс, тим менше величина ласть застосування розширюється, а ефект росте струму поступає в реактор (навантаження), і напропорційно об'єму використовування. впаки. 21 77143 22 4. Блок вимірювання і індикації є АЦП (аналоструму через оброблювану воду в щілинах електго-цифровий перетворювач) з виходом на цифроролізної установки реакторів, яка піддається до ві, світлодиодні індикатори. На індикаторі, по вимікродіалізу. бору, може відображатися значення струму в Позитивні результати досягаються при жорстАмперах «А» або напруга на електродах реактора кості води до і 11мг.екв/л. (загальною жорсткістю «В» Вольт. до 22мг.екв/л.), при температурі до 80°С і вмісті 5. Блок реверсування (зміни полярності) елекзаліза до 1мг./Дм3. тричного струму призначений для електроочиЗастосування деаераційних установок не обощення катодів реакторів від відкладень солей жов'язкове, оскільки розчинений у воді кисень і аторсткості, що нагромадилися за час електролізу марний, що виділяється на поверхні графітних води. Цей блок є могутнім силовим перемикачем. анодів в подвійному електричному шарі при роботі 6. Вузлом формування тимчасових інтервалів системи супроводжується реакцією горіння вуглег цифровий лічильник періодів між очищенням цю (графіту) по найпростішій реакції О2+С=СО2, а катодів і задавальник часу електроочищення. це не тільки сприяє видаленню кисню з оброблюТимчасові параметри стабілізовані і задаються в ваної води, що виключає кисневу корозію повердвійковому коді за допомогою перемикачів встанохонь теплообміну, але і генерацію мінеральної влених на панелі управління. Вузол забезпечений вуглекислоти, яка грає важливу роль не тільки в індикацією режимів роботи. Цей вузол управляє генерації кристалів приманок солей жорсткості, блоком реверсування перетворювача. але і очищенню накипу, що раніше був, за рахунок 7. Вузол лічильника часу напрацювання гоїї розчинення. В результаті електролізу природної динника електронного блоку є кварцований лічиводи, що містить хлорид-іони, утворюються бактельник часу роботи системи від моменту включенрицидні хлорид-агенти: гіпохлорити, хлорноватисті ня, що дозволяє провести контроль періодів часу кислоти, які, взаємодіючи з аміаком і аміачними для промивок реакторів, очищення катодів і т.д. солями, утворюють хлораміни, які також мають 8. Витратомір встановлений на вході води в обеззаражуючу дію. реактор (включений байпасно) служить для роботи Практичні дослідження показали, що для ефесистеми в автоматичному режимі завдання струму ктивної роботи системи достатньо і необхідно наслектрообробки води. Витратомір формує імпульступне: си напруги пропорційні фактичній витраті обробОбробка води в реакторах повинна проводилюваної води. За відсутності витрати обробки вотися стабільним струмом. Величина струму повинди не проводиться, при малих значеннях витрати на бути ~10А/м2 - графітного анода. відповідно задаються низькі значення струму реаОптимальна величина міжелектродного прокторів. Регулювання струму реакторів пропорційне міжку реактора ~30мм. Площа анодів для продуквитраті забезпечує значну економію електроенертивності 100м3/ч до 2м2 графітного анода. Розрагії, а найголовніше терміну служби графітних анохункове значення солей накипоутворювачів при дів. Термін служби анодів при змінних витратах жорсткості води до 7мг.екв/літр що відкладається продовжується з 2-3 років до 4-5 років. на катодах реакторів від 0,6 до 1кг. в реакторі з 2-х 9. Вузол обробки витрати є перетворювачем камер. Орієнтовно кожної доби на катодах реакточастота-напруга. Служить для калібрування вирів відкладатиметься до 1кг. солей. тратоміру і вироблення напруги завдання струму Запас бункерів реакторів не такий великий, стабілізації системи фазового управління електтому, без режиму Інвертування полярності (електронного блоку. Вузол забезпечений лінійним цифроочищення катодів апарату) необхідність в мехаровим світлодіодним індикатором. Індикатор пронічному очищенні виникатиме 2-3 рази на тиждень. градуйований від 0 до 100% з кроком 10% витрати. Тому набагато доцільніше проводити періодичне Деякі особливості запропонованої системи і електроочищення катодів реакторів реверсуванобґрунтовування технічних рішень застосованих в ням (інвертуванням полярності) джерела струму, в технології електро-стабілізаційної протинакипної режимі щілистого диспергування і закрутки потопідготовки води. копадів і потокопідйомів в міжелектродних щілиОсновні причини накипоутворення - це нагрінах, із забезпеченням режимів квазітермодинамічвання і випаровування води, і порушення рівнованоїметастабільносіі і електростабілізації. ги углекислотно-карбонатної системи через нагрів, Призначення стабілізованого джерела струму. через видалення СО з води. Слідством цього Провідність води в значній мірі залежить від явища є зростання солей жорсткості, солей карбокількості розчинених у воді солей, температури натів і сульфатів натрію і магнію, гідроокисів магводи і хімічного складу солей. Враховуючи це станію і заліза. Частина солей кристалізується на побільність електрохімічної обробки води може бути верхнях теплообміну і утворює первинний забезпечена тільки при стабільному струмі електнакип.Інша частина кристалів утворюється в об'ємі рообробки мережної води. води і може викликати вторинний накип в оборотУправління струмом електролізу воли прямоних системах (котельне устаткування). пропорційне витраті і забезпечує ефективну елекЧинники, що обумовлюють відкладення накипу трообробку при зміні виграти, при цьому зберіга- це теплові потоки, а також наявність на стінках ється ефективність обробки і належний захист поверхонь нагріву шорсткостей, наявність газових теплообмінного устаткування. Тангенціальне і пухирців і твердих суспензій шламу. Дана пробледросельне підведення і відведення оброблюваної ма розв'язується коагуляцією накипоутворювачів води необхідне для якісної обробки, оскільки збі(зародження і зростання кристалів) солей жорстльшується не тільки якість обробки води, але. і за кості Са, Mg, Fe при пропусканні електричного рахунок закручування потоку рідини, і за рахунок 23 77143 24 відцентрової сили, швидшає процес перенесення гою атрактору подвійної властивості, коли потококристалів солей накипоутворювачів на катоди реапад перетвориться в потокопідйом і реалізує голокторів. При цьому вектор сили направлений в тому вну властивість термогравітації. А саме, посиленж напрямі, що і сили перенесення катіонів солей ня суперпозиції квазістаціонарності і квазітержорсткості Са, Mg і Fe, які мають напрям руху від квазітермодинамічності в режимі метастабільності, анода апарату до катода, але за рахунок відцентобумовлене вимушеним поглинанням пружнорової сили в результаті коаксіального (що закрудисперсійним середовищем балоелектричних чує) потоку швидшають і значно раніше досягають компонент електрохімічних реакцій, які здатні виповерхні катодів реакторів. При цьому досягається бірково деструктувати електронні оболонки молезначна інтенсифікація процесу електроосадження кул солей, як на їх утримання так і на руйнування, солей жорсткості на катоди реакторів, оскільки відповідно при анодно-катодному і катоднощілисте дроселювання і закручування потоків паанодному режимах, а отже, як наслідок, періодичдіння і підйому забезпечують термогравігаційну но сольові і накипоутворюючі компоненти відправактивацію всіх реакцій електростабілізації. ляють в осад, а саме, в бункерні відсіки електроліЕлектростабілізація - це явище електрохімічзерів, коли електронний блок подає сигнал на ного управління перетворенням електронних обореверс полярностей. Даному пристрою достатньо лонок молекул в режимах квазістаціонарності і декількох хвилин, щоб поруйнувати електролізний квазітермодинамічності. продукт в рихлий компонент і надати йому прискоВраховуючи цілодобову роботу системи оброрення на осадження. Така властивість витікає з бки води виникають складнощі із забезпеченням явища вукуумакустичної активації в рідинних сисвисокої надійності системи в цілому. При всьому темах акустощілистої і електрощілистої властивоцьому, як правило, живлення електронного блоку сті, під дією скануючих фізичних і вакуумакустичповинне здійснюватися від мережі з параметрами, пих полів в режимі дроселювання і диспергування. що виходять за рамки нормативних. ПеренапруОбумовлено це явище естафетною кроссодуляціження, виникаючі при управлінні мережних і ін. єю мікрохвиль СВЧ, за допомогою пересічних динасосів, характер яких, як правило, індуктивний, фрагуючих і суперпозуючих мікрохвиль і хвиль доходить до значень, далеко не безпечних. Переелектрозвуку стиснення і розрядки, деструктуючих напруження досягають одиниць і десятків кВ. Виміжщілистий простір в активну і рухомо-скануючу користовування інверторів на польових і ІЖБТ пружно-дисперсійну макротекстуру квантовотрансформаторах не може забезпечити належної механічної і плазмохимічної властивості. надійності, тому, система повинна мати, як мініОкрім цього електроди виконані в різних варімум, 3-х кратний запас по струмах і як мінімум, 10антах стосовно особливостей водопідготовки, а ти кратний запас по перенапруженнях в умовах саме, забезпечені регулярним рельєфом у вигляді роботи в промислових умовах. чарунок або спіралей. Конструктивно електроди в Конструктивні особливості пристрою електроокремих варіантах можуть бути армовані спеціалізного блоку і його параметри приведені на Фіг.5, льною сіткою або гратами із стікачами сигналів і з якого видні основні функціональні дії потокопадів мікрополів, а саме, електрозвуку. гіперзвуку, ульті потокопідйомів води в режимі обертального і посразвуку або інфразвуку, за допомогою яких поситупального їх з'єднання в зоні спарки за допомолюються електрохімічні і мікродіалізні реакції. 25 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 77143 Підписне 26 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601