СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕГО ПРОСТРАНСТВА ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЯ МУЛЬТИЦИКЛОННОГО ТИПА
MULTICYCLONE DUST TRAP INSIDE CLEANING

Изобретение относится к способам очистки внутреннего пространства различного технологического оборудования, применяемого в газовой промышленности, в частности к способам очистки внутреннего пространства пылеуловителя мультициклонного типа от загрязнений, представляющих собой уплотненную тонкодисперсную фракцию с минеральными, полимерными и металлическими включениями.
Известен совпадающий по назначению с заявленным изобретением способ удаления термически активных осадков (загрязнений) с поверхности внутренних элементов аппаратов, в которых из газовой смеси осуществляется улавливание твердых частиц примесей газа, в том числе пылеуловителей мультициклонного типа. В данном способе подачей теплоагента, нагретого до температуры разложения осадка (600-700°C), осуществляют в течение интервала времени прогрев рабочей полости при постоянном контроле температуры в течение времени, определяемого исходя из математической зависимости. После прекращения подачи теплоагента, регулируя в заданных пределах температуру внутри аппарата, проводят процесс разложения осадка, находящегося на поверхности внутренних элементов. Об окончании процесса судят о мере исчезновения продуктов разложения на выходе из аппарата и понижении его температуры (см. патент РФ №2182920, опубл. 27.05.2002).
Недостатком приведенного способа является то, что он неприемлем для удаления термически реактивных загрязнений, поскольку в процессе теплового воздействия такие загрязнения спекаются в твердую массу, которая не удаляется из аппарата. Кроме того, высокая температура процесса осложняет удаление загрязнений из-за пожарной опасности и вызывает необходимость устройства системы гидрозащиты.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего производить эффективную очистку внутреннего пространства пылеуловителя мультициклонного типа, в том числе без необходимости выполнения операций по устройству системы гидрозащиты.
Достигаемый технический результат заключается в реализации назначения заявленного изобретения, то есть в расширении арсенала технических средств определенного назначения.
Поставленная задача и указанный технический результат соответственно решается и достигается тем, что в способе очистки внутреннего пространства пылеуловителя мультициклонного типа (далее - пылеуловитель) подключают к дренажной трубе пылеуловителя подачу технической воды и закачивают ее в шламовую зону пылеуловителя, отключают от дренажной трубы пылеуловителя подачу технической воды, подключают к дренажной трубе пылеуловителя подачу пара от парогенераторной установки, прогревают техническую воду в шламовой зоне пылеуловителя подачей пара и выдерживают в течение заданного времени, отключают от дренажной трубы пылеуловителя подачу пара, сливают техническую воду из шламовой зоны пылеуловителя, осуществляют оценку степени заполнения внутреннего пространства пылеуловителя загрязнениями, при заполнении внутреннего пространства пылеуловителя не более чем на 10% осуществляют пневмоочистку и химическую очистку, а при заполнении внутреннего пространства пылеуловителя более чем на 10% осуществляют гидравлическую очистку, при этом пневмоочистку осуществляют посредством пневмоимпульсного устройства, причем перед подсоединением к пылеуловителю пневмоимпульсного устройства извлекают загрязнения из входного сектора циклонной зоны внутреннего пространства пылеуловителя скребковым приспособлением вручную, подсоединяют к пылеуловителю пневмоимпульсное устройство и включают его в работу в течение заданного времени, отключают и отсоединяют от пылеуловителя пневмоимпульсное устройство, подключают к дренажной трубе пылеуловителя подачу технической воды и промывают внутреннее пространство пылеуловителя до отсутствия загрязнений в технической воде, после чего отключают от дренажной трубы пылеуловителя подачу технической воды, химическую очистку осуществляют с помощью раствора поверхностно-активных веществ (далее - ПАВ), приготовленного с использованием емкости, оборудованной штатным насосом и подключенной к пылеуловителю через фильтр с образованием единого контура циркуляции раствора ПАВ, причем сначала посредством штатного насоса заполняют раствором ПАВ внутреннее пространство пылеуловителя и выдерживают этот раствор в течение заданного времени, далее сливают отработанный раствор, готовят новый раствор ПАВ и промывают этим раствором внутреннее пространство пылеуловителя до полного исчезновения загрязнений на фильтре, периодически останавливая промывку для проверки и очистки фильтра от загрязнений, а гидравлическую очистку внутреннего пространства пылеуловителя производят посредством соплового аппарата высокого давления, периодически промывая технической водой внутреннее пространство пылеуловителя через подключенную к дренажной трубе пылеуловителя подачу технической воды от загрязнений, удаляемых посредством соплового аппарата высокого давления, при этом после очистки внутреннего пространства пылеуловителя посредством соплового аппарата высокого давления закачивают техническую воду в шламовую зону пылеуловителя в заданном объеме, отключают от дренажной трубы пылеуловителя подачу технической воды, подключают к дренажной трубе пылеуловителя подачу пара от парогенераторной установки, прогревают техническую воду в шламовой зоне пылеуловителя подачей пара, отключают от дренажной трубы пылеуловителя подачу пара и сливают техническую воду из шламовой зоны пылеуловителя через дренажную трубу.
Сущность способа поясняется графическими материалами, где на чертеже схематично изображен пылеуловитель.
Пылеуловитель, в общем случае, 1 представляет собой цилиндрический вертикальный емкостной аппарат, внутреннее пространство которого разделено на циклонную 2 и шламовую зоны 3. В районе циклонной зоны 2 пылеуловителя 1 (на его боковой поверхности) расположен вход 4, а в верхней части пылеуловителя расположен выход 5, через которые соответственно поступает и отводится газ, транспортируемый по газопроводу (не показан). В районе шламовой зоны 3 пылеуловителя 1 (на его боковой поверхности) расположен люк-лаз 6, предназначенный для осмотра и инспекции внутреннего пространства шламовой зоны 3 пылеуловителя 1. В нижней части пылеуловитель 1 снабжен дренажной трубой 7, сообщающейся с его внутренним пространством и соединенной с конусным сборником 8, предназначенным для облегчения отвода шлама. В верхней части циклонной зоны 2 пылеуловителя 1 (на его боковой поверхности) установлен манометр 9.
Рабочим элементом пылеуловителя является циклон 10, расположенный в циклонной зоне 2 пылеуловителя 1, состоящий, как правило, из корпуса, завихрителя, центральной трубки и конусовидного насадка.
В режиме нормальной эксплуатации пылеуловитель работает следующим образом.
Транспортируемый газ по газопроводу через вход 4 подается в циклонную зону 2 пылеуловителя 1, где за счет снижения скорости потока газа отделяются крупные частицы загрязнений. Более мелкие частицы уносятся газом в завихрители, придающие потоку газа направленное вращательное движение в кольцевом пространстве циклонов 10. В кольцевом пространстве циклонов 10 за счет центробежной силы пылевидные частицы отбрасываются к стенке корпуса циклона, теряют скорость при ударе и под действием силы тяжести ссыпаются вниз по конусным насадкам в шламовую зону 3 пылеуловителя 1 и далее в дренажную трубу 7. Очищенный газ по центральным трубкам циклонов поступает через выход 5 в отводящий газопровод (не показан).
Гидравлическое сопротивление пылеуловителя, характеризующее режим нормальной эксплуатации, находится в пределах 0,01-0,02 МПа.
В процессе эксплуатации пылеуловителя происходит постепенное заполнение циклонной зоны 2 накапливающимися загрязнениями. Из-за склонности к слипанию отделяемых пылевидных частиц ход процесса инерционной очистки газа внутри циклонов 10 нарушается, просвет прорезей и кольцевого пространства сужается, вплоть до полного «зарастания» слоем загрязнений. По мере накопления загрязнений уменьшается площадь проходного сечения циклонной зоны 2, что вызывает постепенное нарастание гидравлического сопротивления пылеуловителя 1 до 0,86 МПа. Ввиду высокого давления эксплуатации (5-6 МПа) в слое загрязнений остаются «поры», обеспечивающие проход газа через циклонную зону 2 пылеуловителя 1, однако степень очистки газа при этом снижается более чем на 90%.
Загрязнения внутреннего пространства пылеуловителя 1 представляют собой уплотненную тонкодисперсную фракцию 0,002-0,15 мм, с минеральными 1-10 мм, полимерными и металлическими включениями размерами от 0,003 до 1,5 м.
Тонкодисперсная фракция состоит из частиц грунта и оксидов металла, сорбировавших продукты осмоления непредельных углеводородов из транспортируемого природного газа. Следствием сорбции является снижение скорости витания частиц, повышение их слипаемости и способности к слеживанию.
Полимерные включения представляют собой части резиновых изделий, например шлангов, шаров-заглушек, используемых при ведении ремонтных работ разных видов в процессе эксплуатации газопровода.
Металлические включения большей частью являются электродами, использованными при ведении электросварочных ремонтных работ.
Для выполнения очистки внутреннего пространства пылеуловителя 1 необходимы следующие оборудование и материалы:
- пневмоимпульсное устройство (см., например, патент РФ №2413967, опубл. 10.03.2011) для дискретного создания направленной воздушной волны мощностью от 100 до 1000 кВт;
3
3
- цистерна, оборудованная насосом, для приготовления и организации циркуляции раствора ПАВ в процессе химической очистки внутреннего пространства пылеуловителя 1, а также для заполнения шламовой зоны 3 пылеуловителя 1 технической водой в процессе гидравлической очистки. В качестве цистерны может быть использована автоцистерна любой известной конструкции со следующими техническими характеристиками: вместимость емкости не менее 6 м, производительность насоса не менее 70 м/ч, создаваемый насосом напор не менее 15 м;
- фильтр, например сетчатый, предназначенный для механического выделения загрязнений из раствора ПАВ, циркулирующего через пылеуловитель 1 в процессе химической очистки;
- сопловой аппарат высокого давления, например, фирмы «Kärcher» HDS 695-4 М Eco, для гидравлического удаления загрязнений из внутреннего пространства пылеуловителя 1 в процессе гидравлической очистки;
- парогенераторная установка для пропаривания внутреннего пространства пылеуловителя в процессе очистки, а также нагрева технической воды, например, фирмы STEAMRATOR модели SteamMate;
- раствор ПАВ (см., например, патент РФ №2039082, опубл. 09.07.1995 или патент РФ №2036963, опубл. 09.06.1995) для растворения продуктов осмоления непредельных углеводородов в загрязнениях внутреннего пространства пылеуловителя;
- вода техническая для питания соплового аппарата высокого давления, а также промежуточной и окончательной промывки внутреннего пространства пылеуловителя в процессе очистки.
Для осуществления процесса очистки необходима возможность подключения аппаратуры:
- к источнику электроэнергии напряжением 220 B, частотой 50 Гц;
- к источнику электроэнергии напряжением 380 B, частотой 50 Гц;
- к резервуару или трубопроводу с технической водой.
Параметры подключения к резервуару с технической водой:
- высота всасывания при 20°C не более 8 м;
- максимальный гидростатический напор 1 МПа.
Параметры подключения к трубопроводу с технической водой:
- расход технической воды в трубопроводе 1000 л/ч;
- максимальный гидродинамический напор 1 МПа.
Сущность способа очистки внутреннего пространства пылеуловителя поясняется следующим примером.
Определяют гидравлическое сопротивление действующего пылеуловителя 1 по разности показаний манометра на подающем газопроводе (не показан), подсоединенном к входу 4, и манометра 9.
При превышении гидравлического сопротивления предела, характеризующего режим нормальной эксплуатации пылеуловителя 1, прекращают транспортировку газа на участке газопровода, на котором установлен пылеуловитель 1, и продувают данный участок инертным газом, например азотом.
Разгерметизируют пылеуловитель 1 отсоединением его входа 4 и выхода 5 от подающей и отводящей ветвей газопровода соответственно.
3
Подключают к дренажной трубе 7 пылеуловителя 1 подачу технической воды и закачивают ее в шламовую зону 3 пылеуловителя 1 в объеме, например, 2 м. Объем закачиваемой технической воды, в общем случае, определяется объемом шламовой зоны 3 пылеуловителя 1, то есть зависит от геометрических параметров пылеуловителя 1.
Отключают от дренажной трубы 7 пылеуловителя 1 подачу технической воды.
Подключают к дренажной трубе 7 пылеуловителя 1 подачу пара от парогенераторной установки (не показана).
Прогревают техническую воду в шламовой зоне 3 пылеуловителя 1 подачей пара до максимальной температуры, обусловленной техническими возможностями парогенераторной установки и не превышающей 100°C (температуру кипения воды), и выдерживают не менее 12 ч.
Следует отметить, что все выше- и нижеприведенные режимные параметры выполнения операций заявленного способа найдены опытным путем (в результате экспериментов) и носят наиболее предпочтительный характер.
После выдерживания отключают от дренажной трубы 7 пылеуловителя 1 подачу пара и сливают техническую воду из шламовой зоны 3 пылеуловителя 1 через дренажную трубу 7.
Далее осуществляют оценку степени заполнения внутреннего пространства пылеуловителя 1 загрязнениями. Данную оценку осуществляют путем соотношения значения измеренного объема внутреннего пространства пылеуловителя 1 с загрязнениями к значению известного объема внутреннего пространства пылеуловителя 1 без загрязнений, а именно:
в.п.загряз
в.п.чист
X=100-V/V× 100,
где X - степень заполнения внутреннего пространства пылеуловителя 1 загрязнениями, %;
в.п.загряз
3
V - измеренный объем внутреннего пространства пылеуловителя 1 с загрязнениями, м;
в.п.чист
3
V - известный объем внутреннего пространства пылеуловителя 1 без загрязнений, м.
в.п.загряз
При этом V измеряют путем измерения объема закачиваемой во внутреннее пространство пылеуловителя 1 технической воды.
При заполнении внутреннего пространства пылеуловителя 1 не более чем на 10% осуществляют пневмоочистку и химическую очистку, а при заполнении внутреннего пространства пылеуловителя 1 более чем на 10% осуществляют гидравлическую очистку.
При этом пневмоочистку осуществляют посредством пневмоимпульсного устройства (не показано), подсоединяемого, например, к входу 4 пылеуловителя 1.
Причем перед подсоединением к пылеуловителю 1 пневмоимпульсного устройства извлекают загрязнения из входного сектора циклонной зоны внутреннего пространства пылеуловителя 1 скребковым приспособлением вручную.
Далее подсоединяют к пылеуловителю 1 пневмоимпульсное устройство и включают его в работу, например, на 3 ч.
Отключают и отсоединяют от пылеуловителя 1 пневмоимпульсное устройство.
Подключают к дренажной трубе 7 пылеуловителя 1 подачу технической воды и промывают внутреннее пространство пылеуловителя 1 до отсутствия загрязнений в технической воде, после чего отключают от дренажной трубы 7 пылеуловителя 1 подачу технической воды.
Химическую очистку осуществляют с помощью раствора ПАВ, приготовленного с использованием емкости, оборудованной штатным насосом и подключенной к пылеуловителю 1 через фильтр с образованием единого контура циркуляции раствора ПАВ, причем сначала посредством штатного насоса заполняют раствором ПАВ внутреннее пространство пылеуловителя 1 и выдерживают этот раствор, например, 24 ч.
Далее сливают отработанный раствор, готовят новый раствор ПАВ и промывают этим раствором внутреннее пространство пылеуловителя 1 до полного исчезновения загрязнений на фильтре, периодически останавливая промывку для проверки и очистки фильтра от загрязнений.
Гидравлическую очистку внутреннего пространства пылеуловителя 1 производят посредством соплового аппарата высокого давления, периодически промывая технической водой внутреннее пространство пылеуловителя 1 через подключенную к дренажной трубе 7 пылеуловителя 1 подачу технической воды от загрязнений, удаляемых посредством соплового аппарата высокого давления.
При этом после очистки внутреннего пространства пылеуловителя посредством соплового аппарата высокого давления закачивают техническую воду в шламовую зону 3 пылеуловителя 1 в заданном объеме.
Как указывалось выше, объем закачиваемой технической воды, в общем случае, определяется объемом шламовой зоны 3 пылеуловителя 1, то есть зависит от геометрических параметров пылеуловителя 1.
Отключают от дренажной трубы 7 пылеуловителя 1 подачу технической воды и подключают к дренажной трубе 7 пылеуловителя 1 подачу пара от парогенераторной установки.
Прогревают техническую воду в шламовой зоне 3 пылеуловителя 1 подачей пара до максимальной температуры, обусловленной техническими возможностями парогенераторной установки и не превышающей 100°С (температуру кипения воды).
Отключают от дренажной трубы 7 пылеуловителя 1 подачу пара и сливают техническую воду из шламовой зоны пылеуловителя 1 через дренажную трубу 7.
Герметизируют пылеуловитель 1 присоединением его входа 4 и выхода 5 к подающей и отводящей ветвям газопровода соответственно и возобновляют транспортировку газа на участке газопровода, на котором установлен пылеуловитель 1.
Определяют гидравлическое сопротивление действующего пылеуловителя 1 по разности показаний манометра на подающем газопроводе, подсоединенном к входу 4, и манометра 9.
При величине гидравлического сопротивления большей 0,4 МПа указанные выше операции повторяют. Если величина гидравлического сопротивления равна или меньше 0,4 МПа, то пылеуловитель 1 эксплуатируют далее.