УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОГРЕЙНОГО ЖАРОТРУБНОГО КОТЛА

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована при обслуживании и ремонте жаротрубных водогрейных котлов, получивших широкое распространение.
Особенности конструкции жаротрубных водогрейных котлов приводят к тому, что при использовании воды не высокого качества, происходит не контролируемое образование отложений на передней наиболее теплонапряженной стенке котла (до 50-100 мм) и «забивание» его нижней части, и как следствие нарушение циркуляции теплоносителя, местный перегрев и разрушение котла.
Известна установка для химической очистки котлов от накипи, содержащая систему циркуляции моющего раствора, включающую циркуляционный насос и трубопроводы с запорной арматурой, и связанную с ней систему приготовления моющего раствора, имеющую цилиндрическую емкость с коническим дном, с подводящими и отводящими трубопроводами с запорной арматурой. Цилиндрическая емкость для моющего раствора снабжена паровой рубашкой, в нижней части которой расположена полость электродной группы, при этом нижняя точка полости электродной группы соединена трубопроводом с компенсационной емкостью, имеющей штуцер в верхней ее части (патент РФ №2210711, МПК (7) F28G 9/00).
Однако установка имеет ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием возможности изменения смены направления движения рабочих растворов без дополнительных монтажных работ и подачи его в наиболее загрязненные полости котла.
7
Известно устройство для очистки теплоэнергетического оборудования от отложений и накипи на внутренних поверхностях нагрева, содержащее расположенные на общей раме и жестко связанные между собой питающим, возвратным, подсоединяемыми к оборудованию, и технологическими трубопроводами с арматурой и циркуляционным насосом для образования циркуляционной системы, основную кислотную емкость для подмешивания в насосе острой соляной кислоты при концентрации 20-28% к циркулирующему в системе отработанному раствору, емкость для отработанных слабокислотных растворов, бак-каустизатор и фильтр, предназначенный для пеношламоотделения, при этом насос снабжен трехлопастной крыльчаткой с бандажным уплотнительным кольцом во избежание кавитации при загазованности или запенивании проточной части оборудования, фильтр снабжен вертикальной перегородкой для изменения направления потока моющего раствора, а устройство дополнительно оборудовано съемной линией из полиэтиленовых трубопроводов для подачи острой кислоты в емкость слабокислотных растворов, переносным дренажным баком с откачивающим насосом и линией перекачки дренируемых растворов (патент РФ №2218533, МПК F28G 9/00). Устройство выполнено с возможностью установки на транспортном средстве.
Недостатками данного устройства являются низкая химическая стойкость конструкционных элементов к используемому реагенту, не возможность удаления отложений толщиной 20 мм и более, особенно в зонах, где практически отсутствует циркуляция раствора. Не возможность контроля направления потоков моющего раствора во внутренней полости котла.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является устройство для очистки теплоэнергетического оборудования от отложений и накипи на внутренних поверхностях, содержащее связанные между собой питающим, возвратным, подсоединяемым к оборудованию, и технологическими трубопроводами с арматурой и циркуляционным насосом для образования циркуляционной системы. Один или два в зависимости от количества моющих растворов сменных расширительных бака, снабженных вытяжной вентиляцией и пеношламоуловителем, и емкость для отработанных растворов в виде съемной накопительной емкости. Устройство дополнительно снабжено теплообменником с системой нагрева, снабженной регулятором температуры, а также системой реверса с манометрами, и компрессором для подачи воздуха в подающий трубопровод, а питающий технологический трубопровод снабжен шаровым краном для полного слива водных растворов по окончании очистки (патент РФ №2404397, МПК F28G 9/00 (2006.01), B08B 3/08 (2006.01)).
К недостаткам устройства относится невозможность контроля направления потоков моющего раствора во внутренней полости котла, особенно в зонах, где практически отсутствует циркуляция раствора, что увеличивает время очистки от отложений и продолжительность агрессивного воздействия данного раствора на очищаемое оборудование.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эффективности очистки внутренней поверхности водогрейных жаротрубных котлов от отложений, сокращение времени очистки.
Для достижения технического результата предлагается устройство для очистки внутренней поверхности водогрейного жаротрубного котла, содержащее соединенные последовательно между собой рабочую емкость, насос, шаровые краны, реверсивный блок. На наружной поверхности корпуса котла врезаны четыре штуцера, расположенные возле передней стенки котла под углом 90° по отношению друг к другу, верхние штуцеры расположены на корпусе котла диаметрально противоположно относительно нижних штуцеров, расположенных относительно вертикальной оси котла под углом 45° соответственно. Фланец выхода горячей воды расположен в верхней части корпуса котла у задней стенки, в низу которой расположен дренажный шаровой кран. Реверсивный блок состоит из шаровых кранов, соединенных между собой последовательно-параллельно, причем одна пара последовательно соединенных шаровых кранов соединена с первым коллекторным блоком, имеющим шаровые краны, при этом один из них соединен с дренажным шаровым краном, а два других шаровых крана соединены с верхними штуцерами. Другая пара последовательно соединенных шаровых кранов реверсивного блока соединена со вторым коллекторным блоком, имеющим шаровые краны, два их которых соединены с нижними штуцерами, а один из шаровых кранов соединен с фланцем выхода горячей воды, два крана реверсивного блока соединены с насосом, а два других крана - с рабочей емкостью. Дополнительно устройство снабжено емкостью, в которой хранится концентрат, подаваемый насосом, расположенным между рабочей емкостью и шаровым краном, с помощью которого осуществляют подачу концентрата в рабочую емкость. Соединения между элементами устройства выполнены последовательно с помощью, например армированных резиновых шлангов, образуя замкнутую систему.
На фигуре 1 представлена схема заявляемого устройства для очистки внутренней поверхности водогрейных жаротрубных котлов в анфас; на фиг. 2 - в профиль. На фиг. 3а) представлено фотография внутренней поверхности водогрейного жаротрубного котла «Dakon» 0.3 МВт (Чехия); на фиг. 3б) - фотография внутренней поверхности этого же котла после очистки (контроль осуществлен методом вырезок).
Устройство для очистки состоит из котла 1, имеющего корпус 2 переднюю стенку 3, заднюю стенку 4, фланец для выхода горячей воды 5, расположенный в верхней части корпуса 2 котла 1, возле задней стенки 4, в низу которой расположен дренажный шаровой кран 6, четырех штуцеров 7-10, врезанных в корпус 2 котла 1 возле передней стенки 3. Нижние штуцеры 7, 10 расположены относительно вертикальной оси котла 1 под углом 45°, а угол между ними равен 90°, верхние штуцеры 8, 9 расположены на корпусе 2 котла 1 диаметрально противоположно относительно нижних штуцеров 10, 7 соответственно. Рабочая емкость 11, насос 12 и шаровой кран 13 между ними, реверсивный блок 14, состоящий из шаровых кранов 15-18, соединенных между собой последовательно-параллельно. Краны 15, 17 и краны 16, 18 расположены параллельно друг другу. Краны 15, 16 реверсивного блока 14 соединены с первым коллекторным блоком 19, имеющим шаровые краны 20-22. Шаровой кран 20 соединен с дренажным шаровым краном 6, шаровой кран 21 - со штуцером 9 корпуса 2 котла 1. Краны 17, 18 реверсивного блока 14 соединены со вторым коллекторным блоком 23, имеющим шаровые краны 24-26, шаровой кран 24 соединен со штуцером 7, шаровой кран 25 со штуцером 10, а шаровой кран 26 с фланцем 5 корпуса 2 котла 1. Краны 15, 18 реверсивного блока 14 соединены с насосом 12, а краны 16, 17 - с рабочей емкостью 11. Для обеспечения непрерывности работы устройство снабжено емкостью 27, в которой хранится концентрат, подаваемый насосом 28. Между насосом 28 и рабочей емкостью 11, в которой находится рабочий раствор, установлен шаровой кран 29, с помощью которого осуществляют подачу концентрата в рабочую емкость 11. Связи между элементами устройства выполнены последовательно с помощью, например армированных резиновых шлангов, образуя замкнутую систему. Подача рабочего раствора в котел 1 может осуществляться в различных направлениях за счет различной комбинации открываемых и закрываемых шаровых кранов 15-18, 20-22, 24-26, дренажного крана 6 и насосов 12, 28 и их переключением.
Работает устройство следующим образом.
Собираем устройство и заполняем его рабочим раствором, открыв краны 13, 15, 20, 6, 26, 17, и включаем насос 12. Рабочий раствор из емкости 11 через шаровой кран 15 реверсивного блока 14, шаровой кран 20 первого коллекторного блока 19, через дренажный кран 6 поступает в котел 1. Как только раствор начинает поступать через фланец 5 котла 1, шаровой кран 26 второго коллекторного блока 23, через кран 17 реверсивного блока 14 в рабочую емкость 11, отмечаем полное заполнение устройства рабочим раствором. Открываем шаровые краны 21, 22 первого коллекторного блока 19 и шаровые краны 24, 25 второго коллекторного блока 23 для перемешивания рабочего раствора в устройстве. Так как рабочий раствор поступает в котел 1 через штуцеры 8, 9, расположенные в верху корпуса 2 котла 1, и дренажный кран 6, находящийся снизу на задней стенке 4 котла 1, и выходит через штуцеры 7, 10, находящиеся внизу корпуса 2 котла 1, и фланец 5, расположенный сверху корпуса 2 котла 1, то обеспечивается эффективное перемешивание раствора в котле 1.
В ходе очистки изменяем направление движения раствора в котле 1 на противоположное, открывая шаровые краны 16, 18 и закрывая краны 15, 17 реверсивного блока 14. При этом раствор начинает циркулировать в котле 1 в обратном направлении от рабочей емкости 11 через шаровой кран 13, насос 12, шаровой кран 18 реверсивного блока 14, шаровые краны 24-26 второго коллекторного блока 23, штуцеры 7, 10 корпуса 2 котла 1, фланец 5 котла 1 и далее через штуцеры 8, 9 корпуса 2 котла 1 и дренажный кран 6 на задней стенке 4, шаровые краны 20-22 первого коллекторного блока 19, шаровой кран 16 реверсивного блока 14 обратно в рабочую емкость 11.
Для осуществления циркуляции раствора вокруг передней стенки 3 котла 1 закрываем шаровые краны 20, 21 первого коллекторного блока 19 и шаровые краны 25, 26 второго коллекторного блока 23. При этом раствор циркулирует между штуцерами 7, 9 через открытые шаровые краны 24 и 22 вокруг передней стенки 3 котла 1. Затем открывая шаровые краны 21, 25 и закрывая шаровые краны 22, 24 продолжаем процесс очистки, меняя направление подачи раствора на 90 градусов, способствуя тем самым интенсификации процесса растворения отложений на поверхности передней стенки 3. В ходе работ постоянно меняем направление подачи раствора между штуцерами 7, 9 и 10, 8 корпуса 2 внутри котла 1 при помощи шаровых кранов 15, 17 и 16, 18 реверсивного блока 14.
В ходе очистки постоянно контролируем концентрацию рабочего раствора в рабочей емкости 11 и при необходимости добавляем нужное количество концентрата в рабочую емкость 11 из емкости 27, включением насоса 28, открыв кран 29.
В ходе очистки отложения частично растворяются, частично уносятся потоком раствора в емкость 11, незначительная часть циркулирует, растворяясь в растворе, но значительная часть не растворившихся частиц оседает в низу корпуса 2 котла 1. Для удаления отложений, осевших на дне котла 1, открываем краны 6, 13, 16, 18, 24, 25, включаем насос 12. Направленное движение рабочего раствора от штуцеров 7, 10 корпуса 2 котла 1 к дренажному крану 6, расположенному на задней стенке 4 котла 1 через шаровой кран 20 первого коллекторного блока 19 и шаровой кран 16 реверсивного блока 14, позволяет удалять осевшие отложения на дне котла 1 в рабочую емкость 11.
Пример использования.
Объект очистки - внутренняя поверхность водогрейного жаротрубного котла «Dakon» 0.3 МВт (Чехия). Толщина отложений на передней стенке составляла 50-70 мм, в низу котла доходила до 100 мм. Контроль осуществляли методом вырезок (см. фиг. 3а), 3б)).
В корпус 2 котла 1 были врезаны штуцеры 7-10 возле передней стенки 3, так что нижние штуцеры 7, 10 врезаны относительно вертикальной оси котла 1 под углом 45°, а угол между ними равен 90°, верхние штуцеры 8, 9 врезаны в корпус 2 котла 1 диаметрально противоположно относительно нижних штуцеров 10, 7 соответственно. В качестве штуцеров использовались отрезки стальных труб Ду 25×3.2 длиной 60-80 мм с нарезанной резьбой.
В качестве шаровых кранов 13, 15-18, 20-22, 24-26, 29 установки использовали шаровые краны KB ПВХ (NIBCO INC, USA), для блоков реверсивного, первого и второго коллекторов - трубы ПВХ той же фирмы. Все связи между котлом 1, емкостями 11, 27, насосами 12, 28, шаровыми кранами 13, 29, реверсивным блоком 14, первым 19 и вторым 23 коллекторными блоками, их кранами 20-22 и 24-26 со штуцерами 7-10 и фланцем 5, а также дренажным краном 6, выполнены последовательно с помощью армированных резиновых шлангов Б (I) 32 (ГОСТ 18698-79).
Работали на устройстве как описано выше.
По окончании очистки закрываем дренажный кран 6, шаровые краны 13, 20-22, 24-26, демонтируем армированные шланги. Открыв дренажный кран 6, сливаем остатки раствора из котла 1. Заглушаем штуцера 7-10 пробками с внутренней резьбой М25, например латунными. Закрываем дренажный кран 6. Котел 1 готов к работе. Время очистки котла составило 8 часов.
Устройство легко транспортируется отдельными частями, является простым в сборке и ремонте, обеспечивает точность управления направлением потоком рабочего раствора в том числе к застойным и наиболее теплонапряженным участкам внутренней поверхности котлов. При этом достигается высокая степень очистки, в том числе и отложений толщиной до 100 мм и более. Значительно сокращаются сроки очистки.