Система кулькового очищення внутрішньої поверхні трубок теплообмінника, охолоджуваного водою з відкритих водойм

Реферат: Система кулькового очищення внутрішньої поверхні трубок теплообмінника, охолоджуваного водою з відкритих водойм, містить напірний і зливний трубопроводи, містить контур циркуляції пружних пористих кульок, що чистять із включеними в нього калібрувальним пристроєм і завантажувальною камерою, насос для створення тиску в подавальній лінії зазначеного контуру циркуляції, що перевищує тиск у напірному трубопроводі води, яка подається на охолодження теплообмінника, встановлений в зазначеному зливному трубопроводі, кулькоуловлювальний пристрій для повернення кульок через лінію їх циркуляції послідовно у калібрувальний пристрій і завантажувальну камеру, самоочисний фільтр для очищення від сміття води, яка подається на охолодження теплообмінника, із встановленим на підшипниках ковзання поворотним фільтруючим секціонованим кошиком, взаємодіючим з встановленим на підшипниках ковзання привідним зубчастим колесом, і обладнану запірною арматурою лінію скиду забрудненої сміттям промивальної води від зазначеного самоочисного фільтра. На зазначеній лінії скиду встановлений двоступеневий фільтр очищення скидної води від сміття з перфорованим сміттєзбиральником у другому ступені зазначеного фільтра, з'єднаного з атмосферою. Система кулькового очищення обладнана водоповітряним ежектором, всмоктуюча камера якого з'єднана з верхньою частиною завантажувальної камери через передбачений в ній отвір, перед яким з боку порожнини завантажувальної камери встановлена кулькозатримуюча сітка. UA 78061 U (12) UA 78061 U UA 78061 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до теплоенергетики і може бути використана в системах кулькового очищення (СКО) внутрішньої поверхні трубок теплообмінників, охолоджуваних водою з відкритих водойм, зокрема конденсаторів парових турбін. Відома вибрана як прототип корисної моделі СКО внутрішньої поверхні трубок теплообмінника, охолоджуваного водою з відкритих водойм, що підводиться до нього по лінії з напірним і зливним трубопроводам, що містить контур циркуляції пружних пористих кульок, що чистять (ЧППК) із включеними в нього калібрувальним пристроєм (КП) і завантажувальною камерою (ЗК), насос для створення тиску в подавальній лінії зазначеного контуру циркуляції, що перевищує тиск у напірному трубопроводі води, яка подається на охолодження теплообмінника, встановлений у зазначеному зливному трубопроводі кулькоуловлювальний пристрій (КУП) для повернення кульок через лінію їх циркуляції послідовно в КП і ЗК, а також самоочисний фільтр (СОФ) для очищення від сміття води, подаваної на охолодження теплообмінника, із встановленим на підшипниках ковзання поворотним фільтруючим секціонованим кошиком (ПФСК), взаємодіючим з також встановленим на підшипниках ковзання привідним зубчастим колесом (ПЗК), і обладнану запірною арматурою лінію скиду забрудненої сміттям промивальної води від зазначеного СОФ, причому на зазначеній лінії скиду встановлений двоступеневий фільтр очищення скидної води від сміття (ФОС) з перфорованим сміттєзбірником у другому ступені зазначеного фільтра, з'єднаного з атмосферою [Совершенствование оборудования системы шариковой очистки конденсаторов паротурбинных установок./Шипилев С.Г., Катаев М.П.//Теплоэнергетика, 2007, №4, с.64.]. До недоліків зазначеної відомої СКО можна віднести відсутність ефективного технічного рішення по швидкому просоченню свіжих ЧППК водою перед їх введенням у напірний трубопровід подачі в теплообмінник охолоджувальної води. Недостатньо повне і недостатньо швидке просочення водою ЧППК призводить до їх спливання в приймальній водяній камері теплообмінника і, як наслідок, до нерівномірного розподілу кульок по очищуваних трубках, тобто до неефективного їх очищення. Іншим недоліком відомої СКО є ненадійна робота занурених у воду тертьових пар СОФ. Одним з технічних результатів, що досягається, пропонованої корисної моделі є спрощення технології, прискорення і підвищення надійності просочення свіжих ЧППК водою перед їх введенням у циркуляційний контур СКО. Зазначений технічний результат забезпечується тим, що в СКО трубок теплообмінника, охолоджуваного водою з відкритих водойм, що підводиться до нього по лінії з напірним і зливним трубопроводами, що містить контур циркуляції ЧППК із включеними в нього КП і ЗК, насос для створення тиску в подавальній лінії зазначеного контуру циркуляції, що перевищує тиск у напірному трубопроводі води, подаваної на охолодження теплообмінника, встановлений в зазначеному зливному трубопроводі КУП для повернення кульок через лінію їх циркуляції послідовно в КП і ЗК, а також СОФ для очищення від сміття води, подаваної на охолодження теплообмінника, із установленої на підшипниках ковзання ПФСК, взаємодіючої з також установленим на підшипниках ковзання ПЗК, і обладнану запірною арматурою лінію скиду забрудненої сміттям промивальної води від зазначеного СОФ, причому на зазначеній лінії скиду встановлений двоступеневий ФОС з перфорованим сміттєзбірником у другому ступені зазначеного ФОС, з'єднаного з атмосферою, відповідно до корисної моделі СКО додатково обладнана водоповітряним ежектором, всмоктувальна камера якого з'єднана з верхньою частиною ЗК через передбачений в ній отвір, перед яким з боку порожнини ЗК установлена кулькозатримуюча сітка. Причинно-наслідковий зв'язок зазначених відмітних ознак з технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що при включенні зазначеного ежектора в роботу зі ЗК відкачується повітря, створюючи в ній розрідження, що призводить до швидкого і надійного заповнення водою одночасно всіх ЧППК, що в ній знаходяться, завдяки чому кульки в приймальній водяній камері теплообмінника не спливають, а рівномірно розподіляються по всіх теплообмінних трубках. Іншим технічним результатом, що досягається, корисної моделі є надійна робота занурених у воду тертьових пар СОФ. Цей технічний результат забезпечується тим, що якнайменше підшипники ПФСК СОФ виконані з корозійностійкого матеріалу, що вбирає воду, а контактуючі з зазначеними підшипниками відповідні кінцевики вала – знімними і з корозійностійкого матеріалу, що не вбирає воду. Зокрема, зазначені підшипники можуть бути виконані з текстоліту, а відповідні кінцевики вала – з нержавіючої сталі. Причинно-наслідковий зв'язок між зазначеними додатковими відмітними ознаками корисної моделі і відповідним технічним результатом полягає в тому, що виконання підшипників із корозійностійкого матеріалу, що вбирає воду, дозволяє використовувати оточуючу їх воду як 1 UA 78061 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 мастило, а відповідних кінцевиків вала з корозійностійкого матеріалу, що не вбирає воду – запобігти руйнуючого впливу на зазначені кінцевики навколишньою водою. Короткий опис фігур креслення На фіг. 1 схематично зображена СКО відповідно до корисної моделі; на фіг. 2 – вузол Б фіг. 1 як приклад виконання підшипникового вузла ПФСК. СКО внутрішньої поверхні трубок теплообмінника (у розглянутому прикладі – конденсатора 1 пара енергетичної парової турбіни), охолоджуваного водою з відкритих водойм, що підводиться до нього по лінії з напірним трубопроводом 2 і зливним трубопроводом 3, містить (фіг.1) контур циркуляції ЧППК із включеними в нього КП 4 і ЗК 5 із встановленим у верхній частині мановакуумметром 5.1, насос 6 для створення тиску в подавальній лінії з ділянками 7.2, 7.3 зазначеного контуру циркуляції, що перевищує тиск у напірному трубопроводі 2 води, подаваної на охолодження конденсатора 1. У зливному трубопроводі 3 установлено КУП 8 для повернення кульок через ділянки 7.1, 7.2, 7.3 подавальної лінії циркуляції ЧППК послідовно в КП 4 і ЗК 5. Для подання в КУП 8 змивної води на його очищення від сміття передбачений змивний трубопровід 9 з водою необхідного тиску від стороннього джерела (на кресленні не показане). У напірному трубопроводі 2 розташований СОФ 10 для очищення від сміття води, що подається на охолодження конденсатора 1 із ПФСК, взаємодіючої з ПЗК (на кресленні детально не показані), причому опорні підшипники 11 і упорні підшипники (підп'ятники) 12 повністю занурених у воду тертьових пар ПФСК (фіг.2) виконані з корозійностійкого матеріалу (у даному прикладі з текстоліту), що вбирає воду, яка видавлюється зі структури цього матеріалу при збільшенні навантаження, а контактуючі з зазначеними підшипниками 11 і підп'ятниками 12 відповідні кінцевики 13 вала 14 ПФСК – знімними і з корозійностійкого матеріалу, що не вбирає воду, у даному прикладі – з нержавіючої сталі. Знімна конструкція кінцевиків 13 дозволяє за необхідності їх зняти та пошліфувати. Крім того, підшипник 11 і підп'ятник 12 кожного підшипникового вузла ПФСК встановлені в спеціальному тримачі 15, який може бути вийнятий з корпусу 16 підшипникового вузла з метою зручності заміни і ревізії підшипників. Кріплення тримача 15 здійснюється за допомогою нержавіючих болтів 17, які вкручуються в нержавіюче кільце 18, приварене до корпусу 16, виконаного з вуглецевої сталі. Аналогічно за допомогою нержавіючих болтів 19 і нержавіючого кільця 20 кріпляться до вала 14 з вуглецевої сталі його знімні кінцевики 13. Текстолітові підшипники 11 і підп'ятники 12 закріплені у тримачі 15 за допомогою фіксаторів 21. Аналогічним чином можуть бути виконані підшипникові вузли ПЗК (на кресленні не показані). Відповідно до корисної моделі СКО обладнана підключеним до напірної ділянки 7.2 лінії циркуляції ЧППК (фіг.1) за допомогою лінії 22 водоповітряним ежектором 23, всмоктуюча камера 24 якого з'єднана з верхньою частиною ЗК 5 через передбачений в ній отвір (на кресленні не показаний), перед яким з боку порожнини ЗК 5 встановлена кулькозатримуюча сітка 25. Від зливного трубопроводу 9 передбачена відвідна лінія 26 як альтернативне джерело живлення ежектора 23. СКО відповідно до корисної моделі містить також лінію 27 скиду забрудненої сміттям промивальної води від СОФ 10 (фіг.1). На зазначеній лінії 27 встановлений двоступеневий ФОС 28, до складу якого входять фільтр 29, що знаходиться під тиском, першого ступеня з лінією 30 відводу очищеної води в зливний трубопровід 3, дренажною лінією 31 і лінією 32 подачі забрудненої води з концентрованим вмістом сміття в з'єднаний з атмосферою фільтр 33 другого ступеня очищення з лінією 33.1 відводу очищеної води в дренаж. На всіх лініях, що з'єднують між собою елементи устаткування СКО, встановлена необхідна запірно-регулююча арматура, зокрема арматура 34-47. Робота СКО СКО внутрішньої поверхні конденсаторних трубок може включатися в роботу періодично через задані проміжки часу, в залежності від контрольованого перевищення заданого значення гідравлічного опору водяного тракту або конденсатора різниці температур конденсату й охолоджувальної води або ж безупинно для профілактичного запобігання появи відкладень на нових або попередньо очищених трубках. Перед першим включенням СКО в роботу попередньо при закритій арматурі на всіх лініях завантажують ЗК 5 (фіг.1) новими ЧППК, після чого заповнюють її водою шляхом відкриття арматури 35, 38, 39, 40. Число кульок, що знаходяться в роботі, вибирається рівним 1…10 % від числа трубок теплообмінника, що очищаються. Потім закривають арматуру 38, відкривають арматуру 37,46 і пускають насос 6, підключаючи тим самим у роботу ежектор 23, що створює розрідження в ЗК 5 для здійснення вакуумного просочення ЧППК водою. Наявність кулькозатримуючої сітки 25 перед отвором для відсмоктування повітря зі ЗК 5 запобігає забивання цього отвору кульками. Необхідний час роботи ежектора 23, що залежить від 2 UA 78061 U 5 10 15 20 25 30 35 створюваного насосом 6 напору і характеристик вибраного ежектора, визначається експериментально або за показниками підключеного до верхньої частини ЗК 5 мановакуумметра 5.1. Орієнтовно час просочення кульок складає 2…6 хв. При підзавантаженні ЗК 5 новими порціями кульок замість зношених включення в роботу ежектора 23 для їх просочення водою може здійснюватися від стороннього джерела води по лінії 9 при закритій арматурі 34, 37 і відкритій – 36, 39, 46, 47. Після закінчення просочення кульок при включеному насосі 6 і відкритій арматурі 35 закривають арматуру 36, 37, 39, 47, припиняючи подачу води до ежектора 23, і відкривають арматуру 38, 40 на ділянці 7.3 лінії циркуляції кульок для їх введення в напірний трубопровід 2 лінії охолодження конденсатора 1. Завдяки просоченню пористих кульок водою вони не спливають у прийомній камері конденсатора, а рівномірно розподіляються по всіх його теплообмінних трубках. Діаметр кульки вибирається на 1…2 мм перевищуючим внутрішній діаметр трубки, що очищується, завдяки чому пружна кулька при вході в трубку стискується і проходить її, щільно стикаючись з її внутрішньою стінкою, що забезпечує видалення щонайменше пухких, що не встигли прикипіти до стінки сольових, оксидних і біологічних відкладень. Для видалення більш щільних відкладень кульки можуть бути виконані з абразивним покриттям і з більш високим ступенем пружності. Крім того, для захисту внутрішньої поверхні трубок від корозії в ЗК 5 при просоченні кульок може додаватися в необхідній кількості інгібітор корозії. Пройшовши теплообмінні трубки, що очищаються, по зливному трубопроводу 3 ЧППК попадають у КУП 8, через який вода вільно проходить на злив, а кульки в складі кульководяної суміші, послідовно пройшовши ділянку 7.1, насос 6 та ділянку 7.2 зазначеної лінії, потрапляють у КП 4, за допомогою якого на ситі відокремлюються і виводяться із системи зношені кульки зменшеного діаметра. Придатні до подальшої експлуатації кульки з КП 4 потрапляють у ЗК 5, після чого по ділянці 7.3 зазначеної лінії знову спрямовуються в напірний трубопровід 2 охолодження конденсатора 1, завершуючи цикл циркуляції ЧППК. На ділянці напірного трубопроводу 2 охолоджувальної води, що передує підключенню циркуляційного контуру СКО, передбачене попереднє очищення охолоджувальної води від сміття за допомогою СОФ 10 з обертового ПФСК. Надійна робота СОФ 10 забезпечується вибором описаних вище матеріалів для занурених у воду тертьових пар ПФСК. При періодичному відмиванні ПФСК від сміття зворотним струмом води відкривають арматуру 41 на лінії 27 скиду забрудненої сміттям промивальної води від СОФ 10. При цьому забруднена вода спочатку надходить у перший ступінь 29, що знаходиться під тиском, двоступеневого ФОС 28, звідки очищена вода по лінії 30 скидається в зливний трубопровід 3 системи охолодження конденсатора 1, а частина води з концентрованим вмістом сміття по лінії 32 подається в другий з'єднаний з атмосферою ступінь 33 ФОС 28. При цьому очищена в цьому ступені вода по лінії 33.1 направляється в дренаж, а сміття за допомогою транспортних засобів видаляється у відвал. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 60 1. Система кулькового очищення внутрішньої поверхні трубок теплообмінника, охолоджуваного водою з відкритих водойм, що підводиться до нього по лінії з напірним і зливним трубопроводами, яка містить контур циркуляції пружних пористих кульок, що чистять із включеними в нього калібрувальним пристроєм і завантажувальною камерою, насос для створення тиску в подавальній лінії зазначеного контуру циркуляції, що перевищує тиск у напірному трубопроводі води, яка подається на охолодження теплообмінника, встановлений в зазначеному зливному трубопроводі, кулькоуловлювальний пристрій для повернення кульок через лінію їх циркуляції послідовно у калібрувальний пристрій і завантажувальну камеру, а також самоочисний фільтр для очищення від сміття води, яка подається на охолодження теплообмінника, із встановленим на підшипниках ковзання поворотним фільтруючим секціонованим кошиком, взаємодіючим з також встановленим на підшипниках ковзання привідним зубчастим колесом, і обладнану запірною арматурою лінію скиду забрудненої сміттям промивальної води від зазначеного самоочисного фільтра, причому на зазначеній лінії скиду встановлений двоступеневий фільтр очищення скидної води від сміття з перфорованим сміттєзбиральником у другому ступені зазначеного фільтра, з'єднаного з атмосферою, яка відрізняється тим, що система кулькового очищення додатково обладнана водоповітряним ежектором, всмоктуюча камера якого з'єднана з верхньою частиною завантажувальної камери через передбачений в ній отвір, перед яким з боку порожнини завантажувальної камери встановлена кулькозатримуюча сітка. 2. Система кулькового очищення за п. 1, яка відрізняється тим, що підшипники щонайменше 3 UA 78061 U 5 поворотного фільтруючого секціонованого кошика самоочисного фільтра виконані з корозійностійкого матеріалу, що вбирає воду, а контактуючі з зазначеними підшипниками відповідні кінцевики вала - знімними і з корозійностійкого матеріалу, що не вбирає воду. 3. Система кулькового очищення за п. 2, яка відрізняється тим, що зазначені підшипники виконані з текстоліту, а відповідні кінцевики вала - з нержавіючої сталі. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4