Способ паро-химической очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб

Авторы патента:

F28G9/00 - 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 2514569:

Полевич Александр Николаевич (RU)
Мишенин Юрий Евгеньевич (RU)
Марченко Евгений Михайлович (RU)

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.

Изобретение относится к энергетике, в частности к способам очистки теплообменных аппаратов от отложений и их последующей пассивации, и может быть использовано в энергетической, машиностроительной и других областях народного хозяйства.

Известен способ очистки и пассивации тракта рабочей среды паровых котлов путем обработки указанного тракта парокислородной смесью (Авторское свидетельство SU №976761, ³F22В 37/48, 1980). Недостатком этого способа является низкая эффективность при удалении отложений, образовавшихся в процессе эксплуатации, в частности железо-оксидных соединений.

Известен способ паро-химической очистки от эксплуатационных отложений внутренних поверхностей теплообменных труб, характеризующийся их продувкой водяным паром, в который в процессе продувки вводится двухзамещенная натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Полевич А.Н. Паро-химическая очистка от эксплуатационных отложений внутренних поверхностей нагрева водогрейного котла типа ПТВМ-180. Энергосбережение и Водоподготовка, №2, 2009 г., стр.25-27). Недостатками этого способа являются высокая степень коррозионного износа металла в процессе очистки, невозможность проведения очистки при высоких температурах.

Известен способ паро-химической очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб, характеризующийся их продувкой водяным паром с окислителем и активаторами процесса очистки, выбранный авторами в качестве прототипа. Недостатками этого способа являются низкая эффективность при удалении отложений, образовавшихся в процессе эксплуатации, в частности железо-оксидных соединений, коррозионное воздействие на металл, что снижает в дальнейшем надежность работы оборудования, а также зависимость эффективности от величины температуры очищаемых поверхностей. Целью предлагаемого способа является повышение эффективности очистки внутренних поверхностей теплообменных труб от отложений, снижение коррозионных потерь с очищаемой поверхности котельной стали, повышение надежности оборудования в последующей эксплуатации.

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 («на ходу»), поддерживая нужный уровень температуры (150-550°С) теплоносителя с наружной стороны поверхности очищаемых теплообменных труб, что не позволяет сделать ни один из известных авторам способ.

Поставленная цель решается, а технический результат достигается тем, что в способе паро-химической очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб, характеризующимся их продувкой водяным паром с окислителем и активаторами процесса очистки, дополнительно, с целью интенсификации процесса очистки и повышения надежности, наружные поверхности теплообменных труб при проведении паро-химической очистки обогреваются теплоносителем, а в поток водяного пара, подаваемый во внутренние поверхности теплообменных труб, в процессе их продувки поочередно в определенной последовательности вводят газообразные реагенты, причем вначале вводят углекислый газ, затем водород и в завершение процесса вводят кислород.

Способ осуществляется следующим образом. В паровую среду в интервале температур от 450 до 550°С дозируются последовательно следующие газообразные реагенты: углекислый газ, водород, кислород. Эксплуатационная очистка парогазовой смесью (ПГС) на основе углекислого газа котельных труб от эксплуатационных отложений, состоящих на 98% из железо-оксидных отложений, происходит по следующим реакциям:

2СO₂→2СО+O₂

Fе₂O₃+3СО→2Fe+3СO₂

Активация железо-оксидных эксплуатационных отложений производится парогазовой смесью на основе водорода по следующим реакциям:

Fе₃O₄+4Н₂→3Fe+4H₂O

Fе₂O₃+2Н₂→2Fe+3Н₂O

Парокислородная пассивация протекает по следующим реакциям:

6FeO+O₂→2Fе₃O₄

3Fe+2O₂→Fе₃O₄

Пример. Перегретый пар с давлением 2,5 МПа и температурой 500°С подавали в теплообменную трубу (ТОТ) с расходом 50 кг/ч и со скоростью 50-60 м/с. Перед входом перегретого пара в ТОТ от узла дозирования газообразных реагентов поочередно подавали углекислый газ, водород и кислород.

Пример 1.

Очистка парогазовой смесью на основе углекислого газа.

Параметры парогазовой смеси:

- температура 500°С;

- давление 2,5 МПа;

- скорость 50÷60 м/сек;

- расход 50 кг/ч;

- концентрация углекислого газа в паровой среде 2 г/кг.

Активация парогазовой смесью на основе водорода.

Параметры парогазовой смеси:

- температура 500°С;

- давление 2,5 МПа;

- скорость 50-60 м/сек;

- расход 50 кг/ч;

- концентрация водорода в паровой среде 1 г/кг.

Парокислородная пассивация.

Параметры парогазовой смеси:

- температура 500°С;

- давление 2,5 МПа;

- скорость 50-60 м/сек;

- расход 50 кг/ч;

- концентрация кислорода в паровой среде 1 г/кг.

Высокая эффективность способа была подтверждена при испытании образцов на опытном стенде ВТИ.

Способ паро-химической очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб, характеризующийся их продувкой водяным паром с окислителем и активаторами процесса очистки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения надежности, наружные поверхности теплообменных труб при проведении паро-химической очистки обогреваются теплоносителем, а в поток водяного пара, подаваемый во внутренние поверхности теплообменных труб, в процессе их продувки поочередно в определенной последовательности вводят газообразные реагенты, причем вначале вводят углекислый газ, затем водород и в завершение процесса вводят кислород.

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

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 удаления накипи из теплообменного оборудования // 2449234

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. .

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.

Способ химической очистки внутренних полостей теплообменного оборудования от накипно-коррозионных отложений // 2532867

Изобретение относится к технологии химической очистки внутренних полостей теплообменного оборудования (теплообменных контуров) и может быть использовано для очистки систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания или других агрегатов от накипно-коррозионных отложений. Технический результат - повышение эффективности воздействия обрабатывающей жидкости на внутреннюю поверхность полости теплообменного оборудования. Способ включает промывку обрабатываемой полости раствором промывочного реагента при его температуре 50-80°С и периодическую смену направления движения потока через полость, при этом используют раствор, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%: сульфаминовая кислота - 2-5, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 1-1,5, ингибитор коррозии - 0,1-0,2, вода - остальное. Затем осуществляют нейтрализацию раствора промывочного реагента раствором гидрооксида натрия и противокоррозионную обработку полости путем ее промывки пассивирующим раствором. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ химической очисти внутренних полостей водоохлаждаемых узлов и агрегатов системы водяного охлаждения дизеля тепловоза от накипно-коррозионных отложений // 2550416

Изобретение относится к технологии безразборной химической очистки теплообменного оборудования, а именно к очистке теплообменной системы дизеля тепловоза от накипно-коррозионных отложений. Способ очистки включает разделение теплообменной системы на следующие контуры: контур водяной системы охлаждения дизеля, контур водовоздушных секций радиатора системы водяного охлаждения дизеля и турбокомпрессора тепловоза, контур водовоздушных секций радиатора системы водяного охлаждения масла и надувочного воздуха, контур турбокомпрессора, контур охладителя надувочного воздуха, контур водомасляного теплообменника, контур топливоподогревателя, контур отопителя кабины машиниста. При этом осуществляют раздельную промывку каждого из упомянутых контуров раствором промывочного реагента при его температуре 50-80°С с периодической сменой направления движения потока раствора через полость контура, нейтрализацию растворов реагента и противокоррозионную обработку. В качестве промывочного раствора используют раствор, содержащий в мас.%: сульфаминовая кислота - 2-5, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 1-1,5, ингибитор коррозии - 0,1-0,2, вода - остальное. Изобретение обеспечивает увеличение эффективности очистки теплообменных систем, повышение производительности, улучшение антикоррозионных свойств обрабатываемых поверхностей и безопасности способа. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ удаления накипно-коррозионных отложений // 2551723

Изобретение относится к очистке поверхности теплообменного оборудования от накипно-коррозионных отложений. В способе используют жидкий очищающий состав, содержащий аскорбиновую кислоту, комплексообразователь, воду и, возможно, вспомогательные добавки, который заливают или прокачивают через теплообменное оборудование. Подачу очищающего состава в теплообменное оборудование осуществляют из расширительного бака кавитационно-теплового генератора, обеспечивающего гидродинамический нагрев жидкого очищающего состава до температуры 70÷130°C и создание вихревого потока жидкости в очищаемом оборудовании за счет гидродинамической кавитации, причем перед использованием упомянутого состава теплообменное оборудование заполняют водой, которую нагревают с помощью кавитационно-теплового генератора до 50÷70°C. Изобретение обеспечивает повышение энергоэффективности процесса, снижение расхода очищающего средства, повышение экологической безопасности процесса, повышение производительности процесса удаления накипно-коррозионных отложений различной плотности и состава. 3 з.п. ф-лы, 6 табл., 1 пр.