Спосіб хімічної очистки теплоенергетичного устаткування

Спосіб відноситься до області очистки енергетичного устаткування хімічними засобами, і може бути застосований, як у теплоенергетиці, так і у інших галузях господарства, де використовується теплообмін між поверхнями устатк ування. Відомий спосіб очистки теплообміної поверхні зводиться до промивки при t°=80-87°C розчинником, який є водним розчином сірчаної кислоти та інгибитора корозії [1]. Недоліком цього засобу є небезпечність праці з агресивним середовищем, витрати енергоресурсів на нагрів розчину та необхідність нейтралізування хімічно-агресивного промивного розчину. Другий спосіб хімічної очистки теплоенергетичного устаткування зводиться до промивки водними розчинами поєднання органічних кислот та пасивація у лужному середовищі при Рн=10-10,5, відмінний тим, що з метою підвищення ефективності очищення шляхом, виключення випадання шламу в осадок, відмивка та пасивація обладнання проводиться розчином концентрату водорозчинної фракції від окислення лігніну азотною кислотою, відмивка відбувається 2-10% розчином концентрату воднорозчинної фракції від окислення лігніну азотною кислотою при 95-120°С на протязі 1,5-6год, та пасивацію - при 55-120°С на протязі 6-20год. [2]. Недоліком цього є агресивність середовища, необхідність подальшої нейтралізації відпрацьованого розчину та необхідність застосування устаткування з легірованих сталей. Найбільш близьким по технічній суті до заявляємого винаходу є спосіб очистки теплообмінника від накипу, який полягає в обробці накипу газонасиченною двоокису вуглецю водою до стабілізації рН газонасиченого водного розчину і в момент стабілізації його проводиться миттєвий скид тиску в теплообміннику шля хом сполучення його з зоною пониженного тиску [3]. Недоліком застосування цього засобу є пристосування його для невеликих обсягів теплообмінного устаткування, присутність редукційної апаратури для скиду тиску, затрати енергоресурсів для підйому тиску у замкнутому контурі, необхідність подальшого створення захисної плівки від корозії поверхні металу. В основі винаходу лежить завдання по створенню засобу хімічної очистки теплоенергетичного устаткування, при якому використовуються фізико-хімічні властивості вугільної кислоти в залежності від тиску та температури розчину який використовується, що забезпечує ефективну очистк у від карбонатних відкладень теплоенергетичного устаткування без додаткових енерговитрат та відсутності необхідності подальшого нейтралізування відпрацьованого розчину і за рахунок цього виявляється значна економія енергоресурсів у результаті чого значно зростає коефіцієнт теплопередачі від первинного теплоносія до вторинного і, як наслідок збільшення кількості переданого тепла, а також забезпечується екологічна безпека довколишнього середовища. Поставлена задача вирішується тим, що у засобі хімічної очистки теплоенергетичного устаткування, який включає обробку накипу газонасиченим двоокисом вуглецю у воді до стабілізації рН за допомогою водоструйного ежектору, з допомогою якого у промивочний розчин дозують вуглекислий газ при t£35°С, що дисоціює у вугільну кислоту, при цьому контролюють лужність загальну та бікарбонатну, а також рН робочого розчину, потім дозують потрібну кількість трилону "Б" та лимоної кислоти, контролюючи при цьому кількість окислів заліза та регулюючі необхідне значення рН розчину, по завершені очистки здійснюють пасування металу обробленого хімпромивкою устаткування розрахованою кількістю тринатрійфосфату з подальшим його витисненням водою. На Фіг.1 зображена установка для проведення запропонованого засобу хімічної очистки. На Фіг.2 наведена діаграма режимів очистки. На Фіг.3 приведені фотокартки вирізки труб. Спосіб здійснюється наступним чином. У спосіб хімічної очистки теплоенергетичного устаткування входять такі основні етапи: 1. Збір необхідної інформації, у тому числі проведення хімічних аналізів, та монтаж промивної установки; 2. Організація робочого місця для проведення хімічних аналізів; 3. Дозування вуглекислого газу з проведенням хімічного контролю за етапом промивки; 4. Дозування необхідної кількості трилону "Б" та лимоної кислоти з контролем за хімічним складом промивного розчину; 5. Витиснення промивного розчину з промивочної системи; 6. Проведення пасування обробляємих поверхонь устаткування з дозуванням необхідної кількості тринатрійфосфату та проведенням хімічного контролю; 7. Витиснення промивкою розчину з обробляємої поверхні устаткування, із заміною його водопровідною водою. Наведемо приклад хімічної очистки внутридомової системи опалення житлового будинку. Монтуємо промивку установки (Фіг.1), яка включає: поліетиленовий бак ємністю 150л, у якому виготовляється робочий розчин і який пов’язаний трубопроводом з циркуляційним насосом 2 типу К 20\30, який здійснює циркуляцію робочого розчину по замкнутому контурі через водогазовий ежектор 3, у якому здійснюється активне змішування вуглекислого газу з промивним розчином з дозуванням необхідної кількості вуглекислого газу через вуглекислотний редуктор 4. У подальшому, через запірну арматур у робочий розчин подається у систему опалення житлового будинку з поверненням його у бак 1 та при необхідності скиду в каналізацію. В хімічний склад води входять наступні хімічні елементи: жорсткість загальна - 0,7мг-екв/дм 3, кальцій 11мг/дм 3, магній - 1,8мг/дм 3, гідрокарбонати - 91,5мг/дм 3, водневий показник - 8,9 рН. Лужність - 1,5мгекв./дм 3. Проводяться вирізки труб системи опалення з фотографуванням накипних відкладень (Фіг.1). Матеріал труб - ст.3. Хімічні складові яких: втрата при прокалюванні 43,8%; СаО-46,5%; MgO-2,5%; CuO-1,4; Fe2O32,3%; SiO2-1,0%, згідно [4]. На підставі аналізу накипу та води проводиться розрахунок потрібної кількості хімічних реагентів згідно формулам, із подальшим корегуванням їх дозування у промивочній розчин з метою проведення оптимального режиму очистки (Фіг.2). Кількість введеної у промивочний розчин вуглекислого газу підраховується за форм. (хі х.22). [5]. M* n *b , мг/дм3 10000 де, М - розчиність вуглекислого газу у воді при даній температурі та тиску 1кг/см 3 у мг/л, Див. номограму таб.1.6 стр.24 [4]. n - вміст СО2 ~96%; b - ступінь використання вуглекислоти у % ~45-50% згідно літератури [6] стр.205, необхідна кількість трилону "Б" ~5г/дм 2, а лимонної кислоти ~2,5г/дм 3. По завершенню хімічної очистки, та одержання захисної магнетитової плівки, проводиться пасування металу труб розчином необхідної (підрахованої) кількості тринатрійфосфату з проведенням та аналізом стану металу тр уб системи опалення [7]. форм. (47). ЩЦ=А-0,15Жнк де: Жнк - не карбонатна - мг-екв./дм 3 А - при обробці тринатрійфосфатом - 5мг.екв/дм 3 стр.55 [7]. У підтвердження дієвості запропонованого засобу хімічної очистки теплоенергетичного устаткування додаються: Акт комісії по приймані робіт з хімічної очистки системи опалення житлового будинку розташованого у м. Київ, за адресою: вул. Саперне Поле №28 затверджений начальником ЖЕО-606, а також акт з підписами мешканців цього будинку, дивись акти №№ 1, 2. У розвиток запропонованого засобу хімічної очистки теплоенергетичного устаткування додаються акти проведених робіт співавторами для інших типів теплоенергетичного устатк ування. У м. Белгород-Дністровську, Одеської області, на підприємстві ТОВ "Істок" прямоточного котлоагрегату західно-німецького виробництва типу ДЕ-Z1110 за параметрами Р=25кгс/см 2, Q=1,0т пару/год. У м. Білково, Одеської обл., на підприємстві ЧП "Тепло", двох водогрійних котлів Італійського вировництва типу РХЕХАЛ та двох водоводяних підігрівачів пластичного типу також Італійського виробництва типу M10-BFG №1030. Були виконані роботи з практичним використанням цього засобу хімічної очистки: а) термопластавтоматів разом з очисткою пресформ (наприклад, Одеське ОАО "Пресмаш", Овідіоп. завод КПА); б) чавунних економайзерів котлів типу ДКВР (наприклад Одеський завод ЖБІ-215); в) котлів типу Ε 1\9 та ДКВР ряд предприємств Одеської обл.; г) конденсатори турбін (Коммунар, мет. з-д, Луганська обл.). Може бути використаний для хімічної очистки систем охолодження освітлювальної апаратури спортивно-культурних закладів, систем кондиціювання повітря, систем холодильного устаткування, охолоджування газу на газоперекачуючи х установках магістральних газогонів, для хімічної очистки теплообміного устаткування хімічної та цукрової промисловості та тощо. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство №868303 «Способ очистки теплообменной поверхности», МКИ F28G90, Опубл. бюл. №36 от 30.09.81. 2. Авторское свидетельство №911120 «Способ химической очистки теплоэнергетического оборудования», МКИ F28G90, С23G12, опубл. бюл. №9 от 7.03.82. 3. Авторское свидетельство №1499086 «Способ очистки теплообмінника от накипи», МКИ F28G90, В08В38, опубл. бюл. №29 от 7.08.89. 4. Сборник основных инструкций, применяемых при хим. контроле воды в воднохимических лабораториях теплосиловых цехов, Харьков, Минчермет УССР. Производственно-техническое предприятие «Укрэнергочермет», 1977. 5. «Очистка природных вод», В.А. Клячко, И.Э. Апельцин , М., Стройлит, 1971. 6. "Химические очистки теплоэнергетического оборудования», под редак. Т.К. Маргуловой, М., Энергия, 1969. 7. «Оборотное водоснабжение химических предприятий», А.М. Когановский, В.Д. Сименюк, К., Будівельник, 1975. i=