Способ удаления накипи из теплообменного оборудования

Авторы патента:

Каргапольцев Сергей Константинович (RU)

F28G9 - Очистка смыванием или промыванием, например химическими растворителями (устройства с использованием струи жидкости, газа или пара для удаления отложений F28G 1/16,F28G 3/16)

Владельцы патента RU 2449234:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) (RU)

Заявленный способ относится к области теплотехники, в частности к химической очистке теплообменных аппаратов от накипи и отложений, и может быть использован преимущественно для очистки всей системы водяного охлаждения тепловоза. Задачей изобретения является сокращение срока нахождения теплообменного оборудования в ремонте. Технический результат достигается тем, что способ включает обработку внутренних поверхностей системы охлаждения химическими реактивами в следующей последовательности: проводят тепловизионное обследование внутренних поверхностей системы охлаждения, производят наполнение ее раствором, содержащим 4,0% соляной кислоты, 1,5% уротропина, 0,5% силиката магния выдерживают под раствором в течение 1,0 часа и осуществляют многократную циркуляцию раствора, промывку системы охлаждения водой и нейтрализацию остаточного раствора, после чего проводят наполнение системы охлаждения раствором (рН 2,0-3,0), содержащим 8,8% ортофосфорной кислоты, выдерживают под раствором в течение 1,0 часа, и осуществляют многократную циркуляцию раствора, промывку системы охлаждения и нейтрализацию остаточного раствора, после чего проводят тепловизионное обследование качества очистки. 3 з.п. ф-лы.

Образование котельного шлама происходит в результате выделения в толще перенасыщенного раствора кальциевых и магниевых солей зародышей твердой фазы, представляющих собой многочисленные центры кристаллизации солей. На этих центрах откладываются последующие молекулы кристаллизирующейся соли, причем первые вследствие этого растут, переходя постепенно из субмикроскопических размеров в микроскопические. Ставший таким образом видимым осадок, имеет аморфное или скрытое кристаллическое строение: далее частицы сливаются и с течением времени образуют кристаллические или хлопьевидные осадки.

Известен способ химической очистки в процессе эксплуатации теплообменного оборудования от накипи, а также образование на поверхностях теплообмена пленки, предохраняющей от повторного накипеобразования, что увеличивает межремонтный срок эксплуатации (патент RU №2285218 от 04.04.2005 г., МПК F28G 9/00).

Технический результат достигается тем, что способ очистки включает обработку внутренних поверхностей нагрева растворами при многократной циркуляции и с последующим удалением накипи, в качестве раствора используют водный раствор специально ремонтно-восстановительного состава, состоящего из измельченных до дисперсности 0,07-0,075 мм горных пород, включающих окислы элементов: SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, FeO, MnO, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, P₂O₅, SO₃, CO₂, H₂O, используемого в количестве не менее одного грамма на один литр объема обрабатываемого оборудования, при этом циркуляцию раствора осуществляют при температуре рабочего режима оборудования, а удаление накипи производят продувкой водой или паром не менее чем через 72 часа циркуляции раствора.

Проведенные исследования показали, что этот способ энергоемкий и требует увеличения срока простоя оборудования в ремонте.

В патенте (RU №2148227, МПК F28G 9/00, 05.05.1999 г.) очистку осуществляют в три стадии с использованием 60-65% фосфорной кислоты и деминерализованной воды в качестве промывочной жидкости: на первой стадии фосфорную кислоту подают и выдерживают при температуре кипения 110-120°C в течение 30-40 минут, вымывание фосфатных солей и размягченного осадка проводят в течение полутора часов, на второй стадии фосфорную кислоту выдерживают при температуре кипения 110-120°C 1-1,5 часа, а промывочную жидкость в течение 2,5-3 часов, на третьей стадии фосфорную кислоту при температуре кипения 110-120°C выдерживают в течение 4,5-5 часов, а промывочную жидкость подают в течение 10-12 часов, причем на второй, третьей стадиях при снижении концентрации кислоты до 35-33% проводят подпитку свежим раствором.

Данный способ - дорогостоящий и требует повышения безопасности труда и обеспечения нейтрализации отработанных составов.

Известен способ очистки теплоэнергетического оборудования от отложений и накипи и устройства для его осуществления (патент RU №2218533, МПК F28G 9/00, заявка от 07.03.2001 г.).

Технический результат достигается тем, что способ очистки теплоэнергетического оборудования от отложений и накипи включает обработку внутренних поверхностей нагрева или теплообмена химическими реагентами при циклической или многократной циркуляции их в системе, при этом в качестве химических реагентов последовательно применяют сначала отработанные, слабокислотные растворы с периодической подпиткой системы циркуляции острой соляной кислотой при концентрации 20-28% (HCl) с ингибиторами, затем применяют водные 5-8%-ные растворы щелочи с температурой 50-80°C, а отмывку проводят горячей средой с температурой 50-70°C до и после пассивации, осуществляемой 1%-ным раствором соды или 2%-ным раствором аммиака.

Способ, в котором процесс ведут до полного прекращения поступления взвесей, оседающих в осадок, и до окончания пеногазоотделения в отработанных растворах, а контроль за качеством очистки осуществляют по вырезкам стенок труб.

Данный способ требует повышенной безопасности труда, обеспечения очистки и нейтрализации отработанных растворов.

Целью данного изобретения является сокращение срока нахождения теплообменного оборудования в ремонте. Технический результат получается тем, что способ удаления накипи из теплообменного оборудования включает обработку внутренних поверхностей системы охлаждения химическими реактивами при многократной циркуляции их в системе с последующей промывкой. Отличие заключается в том, что сначала проводят тепловизионное обследование состояния внутренних поверхностей системы охлаждения и затем наполняют ее раствором (pH раствора от 0,2-0,3), содержащим 4,0% соляной кислоты, 1,5% уротропина, 0,5% силиката магния, выдерживают под раствором в течение 1,0 часа и осуществляют многократную циркуляцию раствора, промывку системы охлаждения водой и нейтрализацию остаточного раствора, после чего проводят наполнение системы охлаждения раствором (pH 2,0-3,0) ортофосфорной кислоты, выдерживают под раствором в течение 1,0 часа и осуществляют многократную циркуляцию раствора, промывку системы охлаждения и нейтрализацию остаточного раствора, после чего проводят тепловизионное обследование качества очистки.

Раствор для первичной промывки, содержащий 4,0% соляной кислоты, 1,5% уротропина, 0,5% силиката магния, нагревают до температуры 60°C. Состав для нейтрализации отработанных растворов содержит 0,5% кальцинированной соды (рН раствора от 8,0 до 9,0).

Предлагаемый способ удаления накипи из теплообменного оборудования, например из системы охлаждения тепловоза, осуществляется следующим образом.

Проводят тепловизионное обследование состояния секций охлаждения водяной системой системы охлаждения тепловоза на работающем дизеле при температуре охлаждающей воды не ниже 50°C.

Проводят снятие контрольных секций охлаждения для контрольного замера их на истечение, после чего их устанавливают на тепловоз и выполняется опрессовка системы охлаждения.

Затем выполняются работы по сборке схемы подключения водяной системы охлаждения к установке для удаления накипи.

Одновременно проводят приготовление и заполнение системы охлаждения промывочным раствором первичной обработки для удаления накипно-коррозионных отложений.

Состав для первичной обработки для удаления накипно-коррозионных отложений (рН раствора от 2,0-3,0) включает 4,0% кислоту соляную, 1,5% уротропин технический, 0,5% силикат магния.

После заполнения систему охлаждения оставляют под указанным раствором на 1 час.

После чего осуществляют многократную циркуляцию раствора через систему охлаждения и затем проводят промывку системы охлаждения тепловоза водой и нейтрализацию остаточного раствора.

Каждые 2-3 минуты производят отбор сливаемой жидкости и замер уровня рН, промывку производят до полного осветления сливаемой жидкости и при достижении уровня pH 7. Промывку системы охлаждения проводят в прямом и обратном направлении.

Вторичную обработку водяной системы охлаждения тепловоза раствором осуществляют раствором, содержащим 8,8% ортофосфорной кислоты (рН раствора от 2,0 до 3,0), тем самым осуществляя пассивацию на очищенной поверхности металла для создания защитной пленки.

После заполнения систему охлаждения оставляют под указанным раствором на 1 час.

Затем осуществляют многократную циркуляцию раствора через систему охлаждения, после чего проводят промывку системы охлаждения тепловоза водой и нейтрализацию остаточного раствора.

При проведении промывки системы охлаждения каждые 2-3 минуты проводят отбор сливаемой жидкости и замер уровня рН. Промывку проводят до полного осветления сливаемой жидкости и при достижении уровня рН 7. Промывка системы охлаждения осуществляется в прямом и обратном направлении.

Контроль концентрации растворов, состава жидкости для нейтрализации отработанных растворов осуществляют в процессе приготовления растворов, а также в процессе промывки системы охлаждения.

Нейтрализацию сливаемой жидкости осуществляют 0,5% раствором кальцинированной соды.

Затем отключают установку для очистки накипи от системы охлаждения тепловозов, снимают контрольные секции охлаждения для контрольного замера их на истечение, после чего устанавливают их на тепловоз.

В заключение проводится тепловизионное обследование и замер температур поверхностей теплообмена и составляется акт приемки технического состояния водяной системы охлаждения тепловоза.

Предлагаемый способ был успешно опробован на тепловозах ТЭ-10Д100, локомотивного депо Новая Чара ВСЖД - филиала РЖД. Было промыто 55 секций тепловозов. Полученные результаты показали эффективность данного способа промывки системы охлаждения тепловоза.

1. Способ удаления накипи из теплообменного оборудования, включающий обработку внутренних поверхностей системы охлаждения химическими реактивами при многократной циркуляции их в системе с последующей промывкой, отличающийся тем, что проводят тепловизионное обследование внутренних поверхностей системы охлаждения, производят наполнение ее раствором, содержащим 4,0% соляной кислоты, 1,5% уротропина, 0,5% силиката магния, выдерживают под раствором в течение 1,0 ч и осуществляют многократную циркуляцию раствора, промывку системы охлаждения водой и нейтрализацию остаточного раствора, после чего проводят наполнение системы охлаждения раствором (рН 2,0-3,0), содержащим 8,8% ортофосфорной кислоты, выдерживают под раствором в течение 1,0 ч и осуществляют многократную циркуляцию раствора, промывку системы охлаждения и нейтрализацию остаточного раствора, после чего проводят тепловизионное обследование качества очистки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор, содержащий 4,0% соляной кислоты, 1,5% уротропина, 0,5% силиката магния, нагревают до температуры 60°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для нейтрализации отработанных растворов содержит 0,5% кальцинированной соды (рН-раствор от 8,0-9,0).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что тепловизионное обследование системы охлаждения проводят при температуре охлаждающей воды не ниже 50°С.

Похожие патенты:

Система очистки дренажа // 2429436

Изобретение относится к паровым турбинам и к системам очистки дренажа паровых турбин. .

Устройство для очистки теплообменного оборудования от отложений и накипи (варианты) // 2404397

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при обслуживании в процессе текущей эксплуатации и ремонте промышленного теплообменного оборудования, систем отопления жилых зданий и производственных помещений, котлов и холодильного оборудования различного назначения и другого теплоэнергетического оборудования, где в качестве теплоносителя используется вода.

Передвижная установка для очистки систем водяного отопления зданий и сооружений // 2394198

Изобретение относится к силовым установкам и может быть использовано для промывки систем водяного отопления зданий и сооружений. .

Мобильное устройство для промывки отопления и водоснабжения // 2385443

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при обслуживании и ремонте систем отопления жилых зданий и производственных помещений. .

Способ химической очистки теплообменных аппаратов от накипи // 2369819

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к технологии химической очистки поверхностей нагрева от накипи и отложений. .

Гидродинамический способ очистки трубчатых теплообменников систем охлаждения энергетических установок // 2366881

Изобретение относится к гидродинамическим способам очистки внутренней поверхности трубок водо-воздушных или водо-водяных секций или радиаторов, применяемых в системах охлаждения энергетических установок, от общего загрязнения и твердого слоя накипи.

Способ очистки и удаления содержащих магнетит осадков из напорного резервуара электростанции // 2360200

Изобретение относится к очистке и удалению содержащих магнетит отложений из напорного резервуара электростанции. .

Способ очистки оборудования от отложений с высоким содержанием меди // 2359196

Изобретение относится к химической очистке выпарного и теплотехнического оборудования от отложений, состоящих из продуктов коррозии меди, а также гидрооксида магния, карбонатов кальция и магния, сульфата кальция, и может быть использовано при химической очистке теплообменного оборудования в энергетической, химической и металлургической промышленности.

Способ очистки от отложений на внутренних стенках теплообменного аппарата системы охлаждения природного газа // 2350880

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, конкретно к эксплуатации оборудования линейных производственных управлений (ЛГТУ) магистрального газопровода и может быть использовано для химической очистки теплообменных аппаратов системы охлаждения природного газа после его компрессионного сжатия.

Способ химической очистки трубопроводов от отложений и накипи // 2349856

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для очистки внутренних поверхностей трубопроводов открытых систем горячего водоснабжения и отопления с использованием химических средств.

Способ удаления отложений, содержащих магнетит и медь, из контейнеров промышленных и электроэнергетических установок // 2453636

Изобретение относится к удалению отложений, содержащих магнетит и медь, из контейнеров промышленных и электроэнергетических установок, в частности из парогенератора атомной электростанции

Способ очистки от минеральных, биологических, органических отложений и система для его осуществления // 2476804

Изобретение относится к области очистки технологического оборудования и сетей и может быть использовано в различных областях промышленности

Способ паро-химической очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб // 2514569

Изобретение относится к энергетике, в частности к способам очистки теплообменных аппаратов, паровых и водогрейных котлов, парогенераторов от отложений и их последующей пассивации, и может быть использовано в энергетической, машиностроительной и других областях народного хозяйства. Техническим результатом, достигаемым использованием изобретения, является повышение эффективности очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб за счет поддержания температуры металла теплообменных труб на нужном уровне в диапазоне 150-550°С, повышение эффективности очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб, а также уменьшение коррозионного воздействия на металл очищаемых поверхностей за счет проведения процесса в три стадии при последовательном дозировании в поток пара газообразных реагентов в следующей очередности: углекислого газа, водорода и кислорода. Техническим результатом предложенного изобретения является также возможность проведения очистки и пассивации в процессе эксплуатации теплообменных аппаратов и устройств без их остановки и расхолаживания, поддерживая нужный уровень температуры (150-550°С) теплоносителя с наружной стороны поверхности очищаемых теплообменных труб. 1 пр.

Промывочная жидкость для борьбы с отложениями и продления срока службы трубопроводов систем отопления (варианты) // 2518094

Изобретение относится к проблеме удаления продуктов коррозии и солевых отложений в трубопроводах и теплообменной аппаратуре ЖКХ с использованием водооборотных систем и может быть использовано в нефтехимической, химической, металлургической промышленности, а также на предприятиях промышленной энергетики. Предлагаемые промывочные жидкости для систем отопления содержат или раствор 1-3 масс.% лимонной кислоты, 0.03-0.05 масс.% соляной кислоты и 0.05-0.5 масс.% хитозана, модифицированного изомасляной кислотой, содержащей метилпиразольную группу (метилпиразолилизобутират хитозана-ХМПИ), или 1-3 масс.% лимонной кислоты, 0.1-0.15 масс.% раствор серной кислоты и 0.05-0.5 масс.% хитозана, модифицированного изомасляной кислотой, содержащей метилпиразольную группу (метилпиразолилизобутират хитозана-ХМПИ), остальное вода. Технический результат - эффективная очистка трубопроводов, продление срока службы систем отопления и защита от коррозии стальных трубопроводов. 2 н.п. ф-лы.

Устройство для проверки герметичности, промывки и определения теплоотдачи автомобильных радиаторов // 2520786

Устройство для проверки герметичности, промывки и определения теплоотдачи автомобильных радиаторов относится к моечному оборудованию и может быть использовано для очистки радиаторов систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Устройство содержит камеру испытаний, ТЭНы, резервуар, компрессор, циркуляционный насос, фильтр и трубопроводы, зажим для радиатора со съемной верхней частью, позволяющей устанавливать в него радиаторы различных размеров, четырехпозиционный распределитель с ручным управлением, сливной кран. Устройство позволяет производить проверку герметичности, промывку радиатора и определять коэффициент теплоотдачи. 1 ил.

Способ очистки наружной поверхности из алюминия и алюминиевых сплавов аппаратов воздушного охлаждения // 2520839

Изобретение относится к очистке наружной поверхности из алюминия и алюминиевых сплавов аппаратов воздушного охлаждения (далее - АВО). Способ включает обработку поверхности моющим средством и промывку водой, при этом очистку осуществляют в три этапа, на первом и третьем этапах осуществляют струйную промывку поверхности нагретой водой или смесью воды с водяным паром при давлении струи 20-150 бар, а на втором этапе осуществляют струйную обработку поверхности 0,25-1,5% водным раствором кислотного моющего средства, нагретым до температуры 20-60°C с давлением струи 20-150 бар с выдержкой в течение 10-30 минут. В способе используют моющее средство, содержащее компоненты при следующем соотношении, мас.%: ортофосфорная кислота 20,0-25,0, азотная кислота 8,0-15,0, оксиэтилидендифосфоновая кислота 2,0-4,5, неионогенное поверхностно-активное вещество 0,05-0,11, вода до 100. На первом и третьем этапах проводят струйную промывку поверхности водой, нагретой до температуры 20-100°C, или смесью воды с водяным паром, нагретой до температуры 100-155°C. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки проблемных наружных поверхностей теплообменников, в частности поверхностей, расположенных между ребрами теплообменников, особенно для АВО с высоким коэффициентом оребрения труб и 4-, 6- и 8-рядными по расположению теплообменных труб. 2 з.п. ф-лы, 6 пр.

Способ эксплуатационной очистки и пассивации внутренней поверхности котельных труб энергетического барабанного котла и способ эксплутационной очистки и пассивации внутренней поверхности котельных труб энергетического котла-утилизатора парогазовой установки (варианты) // 2525033

Группа изобретений относится к области теплоэнергетики и может быть использована для эксплуатационной очистки от отложений внутренних поверхностей котельных труб энергетических котлов: барабанных котлов и котлов-утилизаторов парогазовых установок с последующей пассивацией этих поверхностей. Способ эксплуатационной очистки и пассивации внутренней поверхности котельных труб включает их обработку в выделенном контуре горячим чистящим раствором на водной основе с введенным в него азотсодержащим химическим реагентом. В качестве химического реагента используют пленкообразующий амин, дозирование чистящего раствора производят исходя из достижения концентрации химического реагента в барабане котла (250÷300) мкг/дм3; очистку осуществляют в одну стадию при давлении в барабане котла на уровне (1,5÷2,5) МПа и температуре рабочей среды не более 230°C до стабилизации содержания в котловой воде железа. Пассивацию осуществляют при давлении в барабане котла на уровне (2,5÷15,5) МПа и температуре рабочей среды, равной температуре насыщения для давления в барабане котла, до стабилизации содержания в котловой воде железа не более 50 мкг/дм3. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Способ очистки и пассивации внутренней поверхности котельных труб с последовательным воздействием химического реагента и водокислородной смеси // 2525036

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для очистки внутренней поверхности котельных труб тепловых электростанций от отложений и для последующей пассивации этой поверхности. Предложен способ очистки внутренней поверхности котельных труб путем их обработки в выделенном контуре горячей чистящей средой на водной основе с введенным в нее химическим реагентом, в качестве которого используют водный раствор динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты. В качестве указанной горячей среды используют котельную воду при температуре 90÷100°C, водный раствор указанного химического реагента вводят в нее в течение 40÷80 мин до достижения его концентрации в котельной воде 1,0÷1,2% мас. при рН=5,0÷6,0. Затем производят доочистку и пассивацию внутренней поверхности котельных труб путем перехода на работу котла в пусковом режиме с повышением давления и температуры котловой воды при рН=8,8÷9,3 соответственно до 3,0÷25,0 МПа и 150÷420°C с дозированием в котловую воду кислорода с концентрацией 1,8÷2,2 г/дм3 в течение 9÷12 часов с постепенным выводом в течение 40÷80 мин указанного химического реагента из обрабатываемого контура. 3 ил., 3 табл.

Способ очистки теплообменников на пункте подогрева нефти от парафиновых отложений // 2527797

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при очистке теплообменников на пункте подогрева нефти от парафиновых отложений. Способ очистки теплообменников от парафиновых отложений заключается в том, что очистку производят потоком горячей нефти с выносом нагретого и разжиженного парафина потоком нефти, при этом к теплообменникам подключают линию реверсивной подачи нефти через теплообменники и при увеличении перепада давления между давлением нефти на входе в теплообменники и на их выходе до величины, составляющей от 0,9 до 0,95 от предельно допустимой для данных теплообменников в последние переключают подачу нефти с входа в теплообменники на выход из теплообменников с формированием таким образом реверсивного режима течения нефти, который осуществляют до достижения заданного перепада давления на каждом из теплообменников пункта подготовки нефти, после чего осуществляют переключение подачи нефти на вход теплообменников. В результате достигается конструктивное упрощение установки и обеспечение нагрева нефти как в режиме эксплуатации, так и в режиме очистки теплообменников с практически непрерывной подачей нагретой нефти потребителю. 1 ил.

Способ очистки теплообменника от карбонатных отложений // 2528776

Изобретение относится к геотермальной энергетике и может быть использовано для очистки геотермального оборудования от карбонатных отложений. Предложен способ очистки теплообменника от карбонатных отложений, включающий подвод геотермальной воды с концентрацией углекислого газа выше равновесного значения, которое создается путем увеличения общего, соответственно, и парциального давления углекислого газа в очищаемом теплообменнике, при этом, очищаемый теплообменник подключают последовательно к чистому теплообменнику, а из геотермальной воды перед подачей в чистый теплообменник удаляют часть углекислого газа до равновесного значения и подают в геотермальную воду перед подачей в очищаемый теплообменник, парциальное давление углекислого газа в очищаемом теплообменнике поддерживается на уровне выше равновесного значения. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки теплообменника а также исключить потери тепла геотермальной воды, используемой для горячего водоснабжения. 2 ил.