СОСТАВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ
COMPOSITION FOR CLEANING HEAT-EXCHANGE EQUIPMENT FROM LODGMENTS

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 и другого теплоэнергетического оборудования, где в качестве теплоносителя используется вода.
Особенно часто нарушается нормальная работа теплообменного оборудования вследствие появления на стенках различных отложений. Эти отложения вызывают также увеличение потери напора при движении по ним воды, в результате чего насосы часто оказываются не в состоянии подавать нужное количество воды. Ухудшение условий теплопередачи и уменьшение расходов воды приводят к снижению эффективности, нарушению технологических режимов работы теплообменных аппаратов и, в конечном итоге, к значительным потерям энергетических и денежных ресурсов.
Известен состав, который представляет собой химический раствор, состоящий из следующих компонентов: трилона Б (0,5-1,5% мас.), лимонной кислоты (0,5-1,5% мас.), гидразингидрата (0,1-0,2% мас.), аммиака до pH 7,0-9,0, вода - остальное (Патент СССР №283772, МПК C23f 14/02. Раствор для химической очистки оборудования / А.А. Кот. - Патентообладатель: Всесоюзный ордена Трудового красного знамени теплотехнический научно-исследовательский институт имени Ф.Э. Дзержинского, опубл. 06.10.1970).
Недостатком состава для химической очистки являются его токсичность и высокая интенсивность растворения поверхности металла из-за наличия в растворе аммиака.
2
Известен состав для химической очистки поверхностей от ржавчины и накипи, который содержит компоненты: комплексон (24,0-26,0 г/л) и аскорбиновую кислоту (1,0-3,0 г/л). Состав позволяет удалять отложения со скоростью 0,5-0,6 г/см⋅ч при температуре 60° и выше (Патент РФ, кл. C23F 14/02, C23G 1/06, №2114215. Состав для химической очистки поверхностей изделий от накипно-коррозионных отложений / А.Е. Кузмак, А.В. Кожеуров. - Патентообладатель: Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "РОСЭКО", опубл. 27.06.1998). Недостатком состава является длительность процесса очистки из-за низкой его эффективности.
Наиболее близким к заявляемому (прототипом) является состав, используемый в способе химической очистки внутренних полостей водоохлаждаемых узлов и агрегатов системы водяного охлаждения дизеля тепловоза от накипно-коррозионных отложений (патент РФ №2550416, опубл. 10.05.2015 г., бюл. №13), в котором 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.
Недостатком состава является длительность процесса очистки из-за низкой его эффективности и значительного количества нерастворенного остатка при длительной очистке.
Задачей предлагаемого решения является разработка нового состава для очистки теплообменного оборудования от отложений, обладающего высокой скоростью промывки, обеспечивающего полное удаление отложений, а также расширение ассортимента составов для очистки теплообменного оборудования от отложений.
Технический результат достигается тем, что состав для очистки теплообменного оборудования от отложений содержит водный раствор малеиновой кислоты (5,3% маc.), сульфаминовой кислоты (2,5% маc.), лимонной кислоты (1,8% мас.), трилона Б (1,6% мас.), уротропина (0,2% мас.). Контроль за эффективностью промывки осуществляется по величине коэффициента теплопередачи и pН раствора с помощью лакмусовой бумаги.
На фиг. 1 представлена схема экспериментальной установки для проверки работоспособности состава в условиях, приближенных к реальным, на фиг. 2 показано изменение pH раствора во время промывки. На фиг. 3 представлены фотографии внутренней поверхности радиаторов отопления до промывки, на фиг. 4 представлены фотографии внутренней поверхности радиаторов отопления после промывки.
3
Экспериментальная установка моделирует два стояка однотрубной системы водяного отопления трехэтажного дома с шестью радиаторами М-140 (1, №1-6). Подогрев теплоносителя (воды) осуществляется в электрокотле ЭКТ-9,6 (6), мощность которого можно ступенчато изменять в пределах N=1,6-9,6 кВт, ΔN=1,6 кВт. Циркуляция воды в системе проводится с помощью циркуляционного электронасоса WP432, 1992/2 (8). Производительность насоса регулировалась в пределах 0,5-3 м/ч, максимальный напор, развиваемый насосом, составлял 4 м вод.ст. Для измерения параметров теплоносителя на входе и выходе системы на измерительных коллекторах (4) установлены ртутные термометры (5) и манометры МПЧ-У2 (3). Термометры помещены в металлические гильзы, заполненные маслом. Регистрация расхода теплоносителя осуществляется с помощью водосчетчика СГВ-15 (10). Байпас (7) и пробоотборник (9) используются для заполнения системы водой или чистящим раствором, а также для опорожнения системы. Сброс воздуха из системы при заполнении, а также газов, образующихся в процессе промывки, осуществляется через проточный горизонтальный воздухосборник с автоматическим воздухоотводчиком (13). Для предотвращения попадания механической взвеси в насос предусмотрены механический фильтр (11) и грязевик-отстойник (12). Контроль за качеством состава для очистки в процессе промывки проводят с помощью пробоотборника (2).
Для очистки были выбраны радиаторы М-140, находящиеся длительное время в эксплуатации и выброшенные во время ремонта отопительных стояков. Вскрытие одного из радиаторов показало, что внутренние отложения достигают такой толщины, что местами практически полностью перекрывают проходное сечение.
2
2
Полный объем собранной установки составил 115 л, площадь поверхности радиаторов - 12,688 м, площадь поверхности от измерительного коллектора на прямой линии до измерительного коллектора на обратной линии - 13,4 м. Суммарное количество секций радиаторов составляло 52 - по 26 секций на стояк.
Пример
В емкости объемом 300 л был подготовлен раствор, которым была заполнена система через пробоотборник (9) и байпас (7). После заполнения системы краны пробоотборника (9) и на байпасе (7) закрываются. Циркуляция водного раствора обеспечивается насосом (8) через электрокотел (6), измерительный коллектор (4), радиаторы (1), грязевик-отстойник (12), механический фильтр (11), измерительный коллектор (4), счетчик (10). Мощность электронагревателя (6) и скорость циркуляции воды подбирается таким образом, чтобы средняя температура воды была равна 65°C, а разность между входной и выходной температурами воды была минимальной.
Когда входная температура раствора достигает 60°C, начинается газовыделение. Образующиеся газы стравливаются через проточный горизонтальный воздухосборник с автоматическим воздухоотводчиком (13).
Во время циркуляции раствора производится замер температуры с помощью ртутных термометров (5), давления по манометрам (3) и расхода по показаниям расходомера (10), а также pH раствора с помощью лакмусовой бумаги. Изменение pH раствора во время промывки показано на фиг. 2. После очистки системы раствор сливается в бак-утилизатор. Качество промывки оценивается по величине коэффициента теплопередачи, величина которого контролируется в период очистки. Процесс промывки завершается по мере стабилизации коэффициента теплопередачи. После завершения промывки система промывается водопроводной водой до нейтральной реакции.
В отличие от прототипа предлагаемый новый состав для очистки теплообменного оборудования позволяет полностью удалять отложения при промывке системы в течение 4 ч.