УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована для химической очистки различного теплоэнергетического оборудования, в частности теплообменного оборудования, котлов, холодильного оборудования и систем отопления, при обслуживании в процессе эксплуатации или во время ремонта.
Известно устройство очистки внутренних полостей теплоэнергетического оборудования, содержащее трубопроводы, краны или клапаны, емкости, насосы, две емкости для моющих растворов, емкость с нейтральной жидкостью и генератор пульсации давления и скорости (патент на изобретение RU 2619010 С2, опубликовано 11.05.2017г.).
Известно устройство для удаления отложений с внутренних стенок теплообменных аппаратов, содержащее емкость для приготовления водных растворов химических реагентов с трубопроводом, присоединяемым через вентиль к замкнутому контуру, содержащему емкость для рабочих растворов, присоединяемую магистралью, снабженную насосом к входу подвергаемого очистке аппарата, к выходу которого подсоединена магистраль, снабженная параллельно установленными фильтрами, присоединенная к емкости для рабочих растворов (патент на полезную модель RU 67242 U1, опубликовано 10.10.2007г.).
Известно устройство для очистки внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования, содержащее трубопроводы с арматурой и циркуляционным насосом для образования циркуляционной системы, основную кислотную емкость для подмешивания в насосе острой соляной кислоты к циркулирующему в системе отработанному раствору, емкость для отработанных слабокислотных растворов, бак-каустизатор и фильтр, предназначенный для пеношламоотделения. Насос снабжен трехлопастной крыльчаткой с бандажным уплотнительным кольцом, 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 для слабокислотных растворов, переносным дренажным баком с откачивающим насосом и линией перекачки дренируемых растворов (патент на изобретение RU 2218533 C2, опубликовано 10.12.2003г.).
Общим недостатком известных устройств для очистки теплоэнергетического оборудования является невысокая эффективность очистки из-за отсутствия возможности одновременной обработки внутренних и внешних поверхностей оборудования. Отсутствие реверсирования потока рабочей среды в устройстве очистки приводит также к дополнительным временным затратам, что, в свою очередь, снижает эффективность очистки.
В качестве ближайшего аналога выбрано устройство очистки внутренних полостей теплообменного оборудования, содержащее емкость для обрабатывающей жидкости, первую и вторую трубопроводные линии для соединения емкости для обрабатывающей жидкости соответственно с первым и вторым входом/выходом обрабатываемой полости теплообменного оборудования с образованием замкнутого контура (системы). При этом на первой и второй линиях установлены запорные устройства и перекачивающий насос. Устройство снабжено двумя трубопроводными линиями перемычек, соединяющими первую и вторую трубопроводную линии для обеспечения реверсивной перекачки обрабатывающей жидкости через обрабатываемую полость. Устройство также содержит средство нагрева обрабатывающей жидкости, средство для подачи воды в емкость для обрабатывающей жидкости, соединенное с емкостью через запорное устройство (кран), а также запорное устройство для слива жидкости из емкости, запорное устройство для слива жидкости из контура, и дополнительные запорные устройства для подключения дополнительной обрабатываемой полости (второго контура) теплообменного оборудования (патент на изобретение RU2532867 С1, опубликовано 10.11.2014г.).
К недостаткам ближайшего аналога можно отнести сложность узлов реверсирования рабочей среды (смены направления движения перекачки рабочей среды), поскольку она обеспечивается несколькими запорными устройствами и двумя дополнительными трубопроводными перемычками между основными линиями трубопроводов, что, в конечном счете, снижает эффективность очистки оборудования.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается заявляемой полезной моделью, является создание нового устройства для очистки теплоэнергетического оборудования, содержащего систему реверсирования рабочей среды (т.е. систему смены направления движения рабочей среды через обрабатываемое оборудование), позволяющую проводить одновременную очистку внутренних и внешних поверхностей теплоэнергетического оборудования благодаря наличию двух независимых контуров промывки в различных, не связанных между собой, режимах (промывку моющим раствором, промывку водой, смену направления движения жидкостей).
Технический результат, получаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении эффективности очистки теплоэнергетического оборудования, выражающееся в уменьшение времени очистки за счёт одновременной промывки внутренней и внешней поверхности очистки.
Технический результат достигается тем, что устройство для очистки теплоэнергетического оборудования, содержащее первую емкость, первые трубопроводы для соединения первой емкости с, по меньшей мере, одним входом и одним выходом очищаемого оборудования, и арматуру, установленную на первых трубопроводах, согласно полезной модели оно снабжено, по меньшей мере, двумя установленными на входе и выходе очищаемого оборудования распределительными устройствами, второй емкостью, вторыми трубопроводами для соединения первой и второй емкостей друг с другом и третьими трубопроводами для соединения второй емкости с, по меньшей мере, одним входом и одним выходом очищаемого оборудования, по меньшей мере, одним четвертым трубопроводом для соединения второй емкости с, по меньшей мере, двумя распределительными устройствами, и установленной на, по меньшей мере, одном четвертом трубопроводе, смесительной арматурой, при этом арматура, установленная на первых трубопроводах, выполнена распределительной.
При этом согласно полезной модели распределительные устройства могут быть выполнены в виде двухпозиционных трехлинейных гидрораспределителей.
При этом согласно полезной модели распределительная арматура может быть выполнена в виде трехходовых клапанов с функцией распределения.
При этом согласно полезной модели смесительная арматура может быть выполнена в виде трехходовых клапанов с функцией смешения.
При этом согласно полезной модели устройство для очистки теплоэнергетического оборудования может быть снабжено, по меньшей мере, одним насосом, установленным между, по меньшей мере, двумя распределительными устройствами и смесительной арматурой.
При этом согласно полезной модели устройство для очистки теплоэнергетического оборудования может быть снабжено, по меньшей мере, одним манометром, установленным между, по меньшей мере, одним распределительным устройством и, по меньшей мере, одним входом очищаемого оборудования.
При этом согласно полезной модели устройство для очистки теплоэнергетического оборудования может быть снабжено, по меньшей мере, одним манометром, установленным между, по меньшей мере, одним распределительным устройством и, по меньшей мере, одним выходом очищаемого оборудования.
При этом согласно полезной модели устройство для очистки теплоэнергетического оборудования может быть снабжено, по меньшей мере, одним фильтром, установленным между первой емкостью и смесительной арматурой.
При этом согласно полезной модели устройство для очистки теплоэнергетического оборудования может быть снабжено, по меньшей мере, одним фильтром, установленным между второй емкостью и смесительной арматурой.
При этом согласно полезной модели каждая из емкостей может быть снабжена запорной арматурой.
При этом согласно полезной модели запорная арматура может быть выполнена в виде двухходовых клапанов.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, пример выполнения устройства для очистки теплоэнергетического оборудования на котором, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата. При этом приведенный пример выполнения заявленной полезной модели не ограничивают возможностей ее осуществления, не выходящих за рамки формулы полезной модели, и не являются исчерпывающим.
В соответствии с полезной моделью устройство может содержать узел 1 для приготовления моющего раствора. В качестве моющего раствора может быть использован, например, зарекомендовавший себя ПАВ «Тополь-Ж» или ПАВ «Альба» производителя ООО «НПК «Мономер» (Россия, г. Волгоград). Устройство содержит первую емкость 2 и вторую емкость 3. Первая емкость 2 может использоваться для рабочей среды в виде моющего раствора, вторая емкость 3 для воды.
В качестве очищаемого теплоэнергетического оборудования в данном примере выполнения устройства очистки выбран трубчатый теплообменник 4, который содержит две полости (внутритрубное и межтрубное пространства), очистку поверхностей которых необходимо осуществить.
Устройство содержит первые трубопроводы 5 для соединения первой емкости 2 с двумя входами и двумя выходами теплообменника 4, вторые трубопроводы 6 для соединения первой емкости 2 и второй емкости 3 друг с другом, третьи трубопроводы 7 для соединения второй емкости 3 с входами и выходами теплообменника 4, и четвертые трубопроводы 8 для соединения второй емкости 3 с четырьмя распределительными устройствами 9, 10, 11 и 12 для реверсирования потока рабочей среды.
Распределительное устройство 9 установлено на первом входе теплообменника 4, устройство 10 – на первом выходе теплообменника 4, устройство 11 – на втором входе теплообменника 4, устройство 12 – на втором выходе теплообменника 4. Устройства 9 и 10 предназначены для реверсирования рабочей жидкости при очистке внутритрубного пространства. Устройства 11 и 12 предназначены для реверсирования рабочей жидкости при очистке межтрубного пространства.
Распределительные устройства 9, 10, 11 и 12 могут быть выполнены в виде двухпозиционных трехлинейных гидрораспределителей.
На первых трубопроводах 5 установлена распределительная арматура, которая может быть выполнена, например, в виде трехходовых клапанов 13, 14, 15, 16 с функцией распределения. На четвертых трубопроводах 8 установлена смесительная арматура, которая может быть выполнена, например, в виде трехходовых клапанов 17, 18 с функцией смешения.
Устройство для очистки содержит два насоса 19 и 20, причем насос 19 установлен на трубопроводах 8 между распределительными устройствами 11 и 12 и смесительной арматурой (клапаном 17), а насос 20 установлен между распределительными устройствами 11 и 12 и клапаном 18.
Для контроля давления на входах и выходах теплообменника 4 заявляемое устройство снабжено четырьмя манометрами 21, 22, 23 и 24, причем манометр 21 установлен между распределительным устройством 9 и входом теплообменника 4, манометр 22 – между распределительным устройством 11 и входом теплообменника 4, манометр 23 – между распределительным устройством 10 и выходом теплообменника 4, манометр 24 – между распределительным устройством 12 и выходом теплообменника 4.
Заявляемое устройство также снабжено четырьмя фильтрами 25, 26, 27 и 28, причем фильтр 25 расположен между первой емкостью 2 и клапаном 17, фильтр 26 – между первой емкость 3 и клапаном 18, фильтр 27 – между второй емкостью 3 и клапаном 17, фильтр 28 – между второй емкостью 3 и клапаном 18. Емкости 2 и 3 снабжены запорной арматурой для подачи и слива воды и моющего раствора, которая выполнена в виде двухходовых клапанов 29, 30, 31 и 32. Емкость 2 снабжена клапанами 29 и 30, емкость 3 – клапанами 31 и 32.
В заявляемом устройстве для очистки теплоэнергетического оборудования гидрораспределители, трёхходовые и двухходовые клапаны могут быть выполнены с функцией управления от внешних сигналов. Это позволяет автоматизировать процесс очистки.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
В начале в узле приготовления 1 готовится моющий раствор, который через клапан 29 подаётся в емкость 2.
Очистка теплообменника может осуществляться путём промывки моющим раствором или/и путём промывки водой.
Очистка внутритрубного пространства теплообменника 4.
Для промывки моющим раствором необходимо клапаном 13 обеспечить связь распределительного устройства 9 с емкостью 2, клапаном 14 – связь распределительного устройства 10 с емкостью 2 и клапаном 17 – связь насоса 19 с емкостью 2. Для промывки водой необходимо клапаном 13 обеспечить связь распределительного устройства 9 с емкостью 3, клапаном 14 – связь распределительного устройства 10 с емкостью 3 и клапаном 17 – связь насоса 19 с емкостью 3.
После включения насоса 19 необходимо включить одно из распределительных устройств, например, 9 и отключить другое – 10. Начнётся циркуляция рабочей среды. Для смены направления движения потока необходимо отключить распределительное устройство 9 и включить распределительное устройство 10. Начнётся циркуляция рабочей среды в обратном направлении. Смена направления движения потока сокращает время процесса очистки.
Продолжительность промывки моющим раствором может быть предварительно задана или определяться требуемым перепадом давления, контролируемым манометрами 21 и 23. Время промывки водой также может быть задано предварительно.
Очистка межтрубного пространства теплообменника 4.
Для промывки моющим раствором необходимо клапаном 15 обеспечить связь распределительного устройства 11 с емкостью 2, клапаном 16 – связь устройства 12 с емкостью 2 и клапаном 18 – связь насоса 20 с емкостью 2. Для промывки водой необходимо клапаном 15 обеспечить связь устройства 11 с емкостью 3, клапаном 16 – связь устройства 12 с емкостью 3 и клапаном 1 – связь насоса 20 с емкостью 3.
После включения насоса 20 необходимо включить одно из распределительных устройств 11 или 12 и отключить другое. Например, включить распределительное устройство 11 и отключить распределительное устройство 12. Начнётся циркуляция рабочей среды. Для смены направления движения потока необходимо отключить распределительное устройство 11 и включить распределительное устройство 12. Начнётся циркуляция рабочей среды в обратном направлении. Смена направления движения потока сокращает время процесса очистки.
Продолжительность промывки моющим раствором может быть предварительно задана или определяться требуемым перепадом давления, контролируемым манометрами 22 и 24. Время промывки водой также может быть задано предварительно.
Заявляемое устройство для очистки теплоэнергетического оборудования позволяет осуществлять эффективную очистку разнообразных теплообменников без их демонтажа при минимальных затратах времени. Устройство может быть использовано для очистки различного теплоэнергетического оборудования: котлов, змеевиков, холодильников, трубопроводов и пр.