Способ очистки поверхностей теплообменного аппарата

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕШ100БМЕННОГО АППАРАТА, работающего на жидких средах, путем периодического псевдоржиженил помещенного в аппарат зернистого материала, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения качества очистки при скоростях подачи жидкой среды, меньших скорости начала псевдоожижения частиц зернистого материала, псевдоожижение создают путем кратковременной подачи на вход в аппарат газа, инертного по отношению к жидкой среде. 3 сд ю со У

ÄÄSUÄÄ 114523

СОЮЗ QOBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГЙФ (21) 3556596/24-06 (22) 28. 02.83 (46) 15.03.85. Бюл. Ф 10 (72) Г.N.Nèõàéëîâ, Л.С.Рева и Н.В.Тябин (71) Волгоградский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 66.045.1(088;8) (56) 1. Антикайн П.А. и др. Рекупера тивные теплообменные аппараты. М.-Л;, Госэнергоиздат, 1962, с. 220, 221. ,2. Авторское свидетельство СССР, В 720283, кл. F 2S F 19/00, 1979.

1(д) F 28 F 19/00; F 28 С 1/16;

:F 28 0 13/00 (54) (57) СПОСОВ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА, работающего на жидких средах, путем периодического псевдоожижЕния помещенного в аппарат зернистого материала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества очистки при скоростях подачи жидкой среды, меньших скорости начала псевдоожнжения частиц зернистого материала, псевдоожижение создают путем кратковременной подачи на вход в аппарат газа, инертного по отношению к жидкой среде.

114523б

Изобретение относится к проведению процессов нагревания, охлаждения, испарения, конденсации, а более конкретно к очистке и предупреждению образования отложений от жидких тепло-. носителей на теплообменных поверхностях аппаратов.

Известен способ очистки теплообменных поверхностей, основаннь и на проталкивании через трубки очищающе- 10

ro элемента, например шарика, при помощи упругой среды (воздуха), подаваемого импульсами 1g.

Однако указанный способ требует остановки и частичной разработки аппаратов, что снижает производительность и приводит к дополнительным затратам.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки поверхностей. gg теплообменных аппаратов, основанный на кратковременном периодическом псевдоожижении зернистого материала, путем увеличения скорости циркуляции теплоносителя с последующим перехо- р5 дом на основной режим работы со скоростью подачи теплоносителя, меньшей скорости начала псевдоожижения частиц зернистого материала (2 ).

Недостатками данного способа явля- ЗО ются колебание расходи теплоносителя и невозможность очистки теплообменных поверхностей при скоростях подачи. теплоносителя, меньших скорости начала псевдоожижения. Многие техноло гические процессы требуют подачи теплоносителя с постоянной скоростью, причем некоторые из них с малыми скоростями, а производственные возможности часто не позволяют обеспечить увеличение расхода теплоносите- 40 ля для псевдоожижения зернистого материала, необходимого для очистки теплообменных поверхностей.

Цель изобретения — повышение качества очистки при скоростях подачи жидкой среды, меньших скорости качала псевдоожижения частиц зернистого материала.

Цель достигается тем, что соглас- о но способу очистки поверхностей теплообменного аппарата, работающего на жидких средах, путем периодического псевдоожижения помещенного в аппара.г зернистого материала,псевдоожижение создают путем кратковременной подачи на вход в аппарат газа, инертного по отношению к жидкой среде.

Кратковремейная подача инертного по отношению к жидкой среде газа позволяет периодически создавать трехфаэное псевдоожиженное состояние (жидкость + газ + твердое тело) зернистого материала, необходимое для очистки теплообменных поверхностей.

При этом расход жидкого теплоносителя остается постоянным, а псевдоожиженное состояние может быть создано прилюбых (сколь угодно малых) скоростях подачи жидкого теплоносителя. Исследования показывают, что трехфазное псевдоожижение по этому способу обеспечивает полную очистку теплообменных поверхностей.

Способ осуществляется следующим образом.

В аппарат на 80-90Х свободного объема загружается зернистый материал и снизу восходящим потоком подают жидкий теплоноситель со скоростью, меньшей начала псевдоожижения частиц зернистого материапа. Частицы зернистого материала при этом остаются в неподвижном состоянии. Продолжительность работы в этом режиме определястся снижением коэффициента теплопередачи на 15-207 из-за постепенного загрязнения теплообменных поверхностей.

Предупреждение образования отложений и очистка теплообменных поверхностей происходит в режиме периодического псевдоожижения зернистого материала, которое создается подачей на вход аппарата инертного по отношению к жидкому теплоносителю газа.

Очистка происходит в результате механического воздействия движущихся твердых частиц, а высокая интенсивность абразивного воздействия этих частиц обеспечивает очистку теплооб1менных поверхностей за кратковременный 1 ериод псевдоожнжения, причем для этого необходимо примерно в два раза меньше времени, чем при псевдоожижении одним жидким теплоносителем.

Этот эффект объясняется тем обстоятельством, что при псевдоожижении, зернистого материала только жидким теплоносителем механический контакт твердых частиц с очищаемыми поверхностями осуществляется через тонкую пленку жидкости, что уменьшает абра— зивное воздействие. При трехфазном псевдоожижении часть частиц взаимодействует с теплообменными поверхностями аппарата в газовой среде, что

1145 воздуха. и обусловливает увеличение суммарного абразивного воздействия зернистого материала.

В общем случае продолжительность работы с неподвижным слоем частиц зернистого материала, периодичность и длительность работы с псевдоожижением зернистого материала подбирают-, ся индивидуально для условий эксплуатации конкретного производства, так 10 как зависят от ряда причин, таких . как характер и степень загрязненности жидкого теплоносителя, индивидуальных для каждого производства, температурные условия на теплообменных поверхностях, влияющие на скорость образования различных отложений, размер и физические свойства частиц используемого зернистого материала, определяющие критические скорости псевдоожижения и влияющие на интенсивность очистки, величину абразивного износа и эффективность теплообмена. Давление инертного газа, необходимое для псевдоожижения зернистого материала, должно быть выше гидравлического сопротивления аппарата, которое определяется плотностью и вязкостью жидкого теплоносителя, весом зернистого материала и конструктивными особенностями теплообменного аппарата.

На фиг. 1 показан теплообменчик с горизонтальными трубами и зернистым

-материалом в межтрубном пространстве

35 аппарата; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — теплообменник с вертикальными трубами и комбинированной загрузкой зернистого материала в трубное и межтрубное пространства.

Аппарат содержит корпус 1, трубный пучок 2, зернистый материал 3, штуцер 4 подачи сжатого газа, вход 5 и 6 и выход 7 и 8 первого и второго жидких теплоносителей соответственно.

Пример. В идентичных условиях проводились сравнительные испытания по известному и предлагаемому способу на опытно-промышленном образце горизонтального самоочищаемого тепло50 обменника со слоем, зернистого материала в межтрубном пространстве, работающего в качестве водоохлаждаемого конденсатора паров аммиака аммиачной холодильной установк ». В качестве зернистого материала использовался кварцевый песок размером d« = 2,5—

4 мм, охлаждающим жидким теплоносите236 4 лем являлась оборотная вода. Степень загрязненности теплообменных поверхностей и качество их,очистки контролировалось коэффициентом теплопередачи, который при чистых поверхностях теплообмена в среднем равнялся

1400 Вт/м ° град. При работе в основном режиме эксплуатации (без псевдо" ожижения зернистого материала) расход оборотной воды составлял 220м /ч.

Через 100 ч непрерывной работы коэффициент теплопередачи уменьшился из-за постепенного загрязнения теплообменных поверхностей до 1250 Вт/м2 i град.

Для очистки теплообменных поверхностей по известному способу для псевдоожижения зернистого материала был увеличен расход оборотной воды до 350 м /ч. В режиме псевдоожижения теплообменник работал 4 ч, после чего расход воды снизили до первоначального уровня. Коэффициент теплопередачи после очистки стал первоначальным 1400 Вт/м .град. э

Аналогично проводились испытания по предлагаемому способу. После 100 ч работы без псевдоожижения зернистого материала коэфъ>ициент теплогередачи уменьшился до 1250 Вт/м . град. Для очистки теплообменных пов рхностей зернистый материал был приведен в трехфазное гсевдоожиженное состояние

»»одачей на вход аппарата сжатого

Расход сжатого воздуха в период псевдоожижения равен 80 м /ч. Необходимое давление сжатого воздуха определялось гидравлическим сопротивлением в межтрубном пространстве теплообменника, которое не превышало

0,5 ати. Для очистки тепл„обменных поверхносте>», после которой коэффициент теплопередачи стал равен начальному значению 1400 Вт/м "град., понадобилось по этому способу 2 ч.

Расход оборотной воды все время поддерживался равным 220 м /ч.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет стабилизировать расход ж>»дкого теплоносителя и обеспечивает очистку теплообменных поверхностей при скоростях подачи теплоноФ сителя, меньших скорости начала псевдаожкжения. lip>» этом об»яий расход теплоносителя (в данном ел чае обо3 1145236 6 ротной воды) несколько снижается, сокращаются эксплуатационные расходы, что является весьма важным в услови- что позволяет повысить эффективность .ях ее хронической нехватки. Также производства.

Р Е

Составитель Ю.Мартинчик

Техред С.йовжий Корректор A.Обручар

Редактор А.Гулько

;Заказ 1158/31 Тираж 623 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4