Безреагентна система захисту та очистки теплообмінного обладнання

Винахід стосується галузі захисту та очистки теплообмінного обладнання: теплообмінників водонагрівачів, парових, водяних котлів, конденсаторів пару, а також тих промислових галузей, де має місце випаровування рідини з речовини з метою одержання корисного продукту, наприклад, у цукероварінні. Відомий аппарат обробки рідини з ефектом використання магнітів, що містить магнітну систему у вигляді порожнього циліндру із закріпленими на його стінках вздовж подовжньої осі прямокутними магнітами, що розташовані між торцями вхідного та вихідного патрубків, при цьому стінки патрубків, що розташовані у середині корпуса, виконані перфорованими [1]. Відомо, що у випадку застосування магнітної обробки рідини кристалізування водних розчинів мінералів здійснюється у самій рідині, після чого у теплообмінниках та усіх теплових магістралях з'являється шлам , який мусить змиватися рідиною у шламозбірники. Однак, як свідчить експлуатація таких апаратів, не весь шлам змивається рідиною. Решта його прикіпає до внутрішніх поверхонь теплообмінників у вигляді вторинного накипу. І хоча той вторинний накип легко знімається механічними засобами під час профілактики, наявність його при роботі теплообмінного обладнання зменшує його коефіцієнт корисної дії - ККД. Відомий засіб очистки поверхонь від різного роду відкладень та пристрій для її здійснення, при якому поверхню, що треба очистити, піддають локальній пружній деформації окремими механічними імпульсами з амплітудою коливань не більш, ніж допустимі за механічною напругою, або крайньому за втомленістю або циклічною міцністю [2]. Однак таке здійснення очистки поверхонь теплообмінників без попереднього обмагнічування рідини, як свідчать іспити, при наявності жорсткості рідини не забезпечує надійного захисту від первинного накипу за рахунок того, що потенційна енергія лінійного зміщення впоперек до теплообмінника у вузлах коливань практично дорівнює нулю, а вузли коливань не переміщуються при поперечному коливанні. Тобто у цьому разі є окремі частки теплообмінника, де енергія потенційного лінійного зміщення дорівнює нулю, тому цей засіб тут не має сенсу. (Для синусоїдного коливання це точки перехрестя сінусоїди з віссю абцис.) Відомий, як найближчий аналог, засіб та пристрій для захисту та очистки феромагнітних матеріалів від відкладень полягає в тому, що на феромагнітну поверхню теплообмінного обладнання діють електромагнітним імпульсом віл, електромагнітного поля, одночасно з ефектом магнітоскрипції здійснюється магнітна обробка рідини на постачальному водоводі [3]. Цей засіб та пристрій, хоч і мають попередню обробку рідини, однак, щодо вторинного накипу, вони мають ті ж недоліки, що і попередній [2]: вторинний накип буде осідати у вузлах коливань феромагнітних вн утрішніх поверхонь теплообмінників, оскільки ці вузли також залишаються на місці без переміщення уздовж теплообмінників. Задачею, що її вирішує наш винахід, є безреагентний захист та очистка теплообмінного обладнання від первинного та вторинного накипу таким шляхом, що на обладнанні, окрім прилада намагнічування рідини, встановлюють не менш, як два джерела механічних коливань теплообмінників, які повинні забезпечити рух вузлів коливань вздовж теплообмінників. Для досягнення цього результату у безреагентній системі захисту та очистки теплообмінного обладнання за вхідним патрубком встановлений пристрій намагнічування рідини, на виході якого перед входом у теплообмінне обладнання встановлено перше джерело механічних коливань. При цьому перше та друге джерела механічних коливань повинні забезпечити рух вузлів коливань уздовж теплообмінників за рахунок зміни фази коливань або часу та місця нанесення удару одним з джерел коливань. Забезпечення руху вузлів коливань може досягатися різними засобами, наприклад, перше джерело коливань з вібраційним, а друге - ударним;, частоти, які генерують ці джерела, мусять бути різними, але не кратними. Другим прикладом здійснення мети винаходу можуть бути джерела коливань, з яких одне періодично змінює фазу або частоту. На блок-схемі (див. Фіг.) винаходу "Безреагентна система захисту та очистки теплообмінного обладнання" від первинного та вторинного накипу показано його складові частини та зв'язки між ними. "Безреагентна система..." містить вхідний патрубок 1, до якого потрапляє рідина за напрямком, вказанім стрілкою "А", прилад обмагнічування рідини 2, перше джерело механічних коливань 3, теплообмінне обладнання 4, яким може бути бойлер, водяний чи паровий котел, конденсатор пару електротурбіни, або охолоджуючий пристрій у компресорній установці. На ви хідному патрубку 5 встановлено друге джерело механічних коливань 6. "Безреагентна система..." працює у такому порядку. Водяний потік за напрямком "А", через патрубок 1 потрапляє у прилад намагнічування рідини 2. У ньому рідина намагнічується, після чого основна кристалізація розчину мінералів утворюється у самій рідині з перетворенням у шлам. Рідина зі шламом переміщується у теплообмінники обладнання 4. Оскільки на вході та на виході обладнання 4 стоять не менш, як два джерела механічних коливань 3 та 6, частота та фаза яких підібрані таким - чином, що вузли коливань постійно переміщуються уздовж теплообмінника, в теплообміннику немає жодного місця, яке б не зміщувалось лінійно та ортогонально до теплообмінника чи напрямку потоку рідини. Завдяки цьому, усі частки вн утрішніх поверхонь теплообмінників мають потенційну енергію переміщення, яка використовується на відштовхування шламу. Використання запропонованої "Безреагентної системи..." проходило випробування один рік. За цей час усі вхідні та ви хідні параметри - тиск та напір на вході та ви ході теплоносія та рідини підігріва - зовсім не змінилися, що свідчить про повну чистоту та відсутність відкладень первинного та вторинного накипу у внутрішніх поверхнях теплообмінників. Крім того, система не потребує ніяких хімікатів, дорогого лабораторного обладнання та персоналу для обслуговування. Джерела інформації: 1. Російська Федерація. Патент RU 20100110 C1X02F1/J8, опублікований 30.03.94р. 2. Російська Федерація. Патент RU 2153403 С1, 7 В08В7/02, опублікований 27.02.00р. 3. Російська Федерація. Патент RU 2167728 С1, 7 В08В7/02, 3/10, F28G7/00.