Меню Закрыть

Чем почистить теплообменник: самая подробная инструкция по чистке своими руками, выбору жидкостей и прочих срдств для очистки от накипи, стоимость оборудования и услуг специалистов

Содержание

Регулярная чистка теплообменников котла - гарантия его эффективной работы

Содержание:

1. Немного теории или с чего все начинается
2. Чистка теплообменника котла своими руками – начало работы
3. Чистка пластинчатых теплообменников
4. Чем чистить теплообменник котла

Благодаря представленной здесь информации, вы сможете самостоятельно, без привлечения специалистов, провести профилактику газового котла, одно- или двухконтурного. Работа, выполненная вами в соответствии с изложенными ниже рекомендациями, будет не менее качественной, чем профилактика, проведенная квалифицированным персоналом сервисных компаний.

Помимо этого, вы сможете сэкономить немалую сумму, поскольку стоимость услуг специалистов может достигать нескольких сотен американских долларов. Кроме того, ожидать прихода мастера несколько дней, а то и недель, может устроить далеко не каждого владельца индивидуальной системы отопления, особенно незадолго до начала отопительного сезона.
 

Немного теории или с чего все начинается

Ознакомившись с теоретической информацией, вы сможете понять, что принципом работы газовой отопительной системы является элементарный процесс преобразования энергии сгорающего газа в энергию воды или какого-либо другого теплоносителя, циркулирующего в системе отопления. Все эти изменения происходят в теплообменнике газового котла (прочитайте также: "Обслуживание и ремонт газового котла своими руками").

Хотя теплообменники разных отопительных систем и могут иметь некоторые отличительные особенности, но конструкция и принцип работы их, в основном, одинаковы: по изогнутой трубе (змеевику) проходит теплоноситель, затем пламенем сгорающего газа змеевик нагревается, передавая тепло проходящей через него жидкости, подаваемой далее по трубам к отопительным радиаторам. Система пластин, в которой размещена нагреваемая пламенем трубка, позволяет повысить температуру и сделать нагрев материала змеевика более равномерным. Внешне такая система напоминает радиатор, установленный в автомобиле.

Для изготовления теплообменников чаще всего применяют обладающие хорошей теплопроводностью материалы. Как правило, это сплавы меди или же медь в чистом виде.

Для того, чтобы обеспечить эффективный нагрев теплоносителя в системе отопления, необходимо следить за:

  • Чистотой теплообменника внутри и снаружи
  • Чистотой и отсутствием засоров в газовых форсунках, выпускающих газ для нагрева теплообменника и окружающих его пластин

Конкретные цифры вы найдете вряд ли, однако опыт и самостоятельные подсчеты владельцев индивидуальных систем отопления свидетельствуют о том, что в результате загрязнения системы нагрева теплоносителя потери ресурсов могут быть достаточно велики.

Перерасход в таком случае газа может составить 10-15%. При пересчете в финансовый эквивалент, сумма, потерянная в результате неэффективной работы отопительной системы, может оказаться достаточно крупной. В соответствии с советами профессионалов, для эффективной работы отопительной системы необходима ежегодная чистка теплообменника двухконтурного котла, однако практика показывает, что при мягкой водопроводной воде достаточно проводить эту процедуру раз в три года.
Накипь в чайниках и на кранах свидетельствует о высокой степени жесткости воды, в этом случае рекомендуем проводить очистку системы нагрева каждые два года.

Чистка теплообменника котла своими руками – начало работы

Перед началом работы, во-первых, следует отключить сам котел отопления от источника электроэнергии.

Для того чтобы получить доступ к теплообменнику системы, вам понадобятся следующие инструменты:

  • Крестообразная отвертка
  • Плоская отвертка
  • Разводной ключ.

Возможно, в вашем случае для промывки теплообменника газового котла понадобится не весь набор инструментов из перечня выше, однако «про запас» рекомендуем все же предусмотреть наличие каждого из них.

К примеру, для доступа к теплообменнику двухконтурного турбированного котла с бойлером модели SuperMaster 24SE производства Hermann, вам необходимо будет произвести следующие действия: 
  • снять с него переднюю крышку, после чего вы получите доступ к «внутренностям» котла,
  • снять затем крышку с наглухо закрытой камеры сгорания, для чего вам придется открутить шесть болтиков.

В турбированных котлах, как в рассматриваемом случае, крышка камеры сгорания должна со всех сторон иметь резиновый уплотнитель. Под крышкой находится камера сгорания котла отопления. Для того чтобы получить к ней доступ, следует снять хотя бы несколько покрытых изнутри огнеупорным материалом стенок. Для этого следует в очередной раз открутить следующие пять винтиков и раскрыть камеру сгорания. Читайте также: "Как выполняется промывка теплообменника газового котла – чем лучше промыть и прочистить".
На дне турбированного котла вы, вероятнее всего, обнаружите кучу затянутого внутрь воздухом мусора. Удалить его удобнее всего будет с помощью обыкновенного бытового пылесоса.

Нижняя часть камеры сгорания занята рядом форсунок, пропускающих в систему газ. Все форсунки следует тщательно очистить – отверстия, через которые подается газ, должны стать прозрачными.

Далее необходимо снять сам теплообменник. В рассматриваемой модели резьбовые соединения отсутствуют, трубка, через которую подается и выводится вода, соединена с помощью переходника. С одной стороны теплообменника находится температурный датчик, от которого следует аккуратно отключить провода.

Чистка пластинчатых теплообменников

Отсоединенный от системы теплообменник следует снаружи и внутри почистить от образовавшейся грязи, ржавчины и накипи. Удобнее всего будет начать очищение наружной его части.

Для начала залейте теплообменник теплой водой, добавив в нее какое-либо бытовое средство для удаления ржавчины, накипи и прочих загрязнений. Через некоторое время смойте с металла все чистой водой. Проще будет провести эту процедуру на улице с помощью автомобильной мойки высокого давления. Если у вас дома ее нет, то можно в любой автомойке попросить почистить деталь, однако следует следить, чтоб тонкие пластины не помяла мощная струя воды (прочитайте также: "Отопительная печь с теплообменником своими руками - не так всё сложно, как кажется").

Очистив внешнюю поверхность, можно приступать к приведению в порядок внутренней части теплообменника, то есть внутренних стенок изогнутой трубы. В ней может оказаться достаточно толстый слой накипи, особенно если предыдущая профилактика проводилась давно или не проводилась вовсе, или если вода в вашем доме достаточно жесткая. Внутри может оказаться также грязь, поступающая вместе с водопроводной водой, особенно если у вас не установлен фильтр для ее очищения.

Чем чистить теплообменник котла

Как было описано выше, для чистки внешней части теплообменника достаточно добавить в чистую воду какое-либо бытовое химическое средство для мытья и чистки различных поверхностей. Для очищения внутренней поверхности стенок теплообменника могут понадобиться более сильнодействующие препараты.

Смотрите на видео пример чистки теплообменника двухконтурного котла:



Сначала можно применить моющее средство для чистки сантехники, удаляющее налет. Затем следует несколько раз промыть трубку с помощью средства от накипи, предназначенного для кофемашин, утюгов и прочей подобной техники. Можно обойтись и разведенной в воде лимонной кислотой. Далее мощной струей воды, подаваемой в оба отверстия, следует промыть теплообменник, удаляя из него остатки чистящих средств.
Свободное прохождение воды будет свидетельством того, что трубка внутри чиста. Окончив «банные» процедуры, соберите все в обратном порядке, не забыв убрать из внутренней части котла всю накопившуюся грязь. Включив его на полную мощность, следует убедиться в отсутствии подтеков и правильной работе котла.

На выполнение всех работ вам понадобится всего лишь около двух часов.

промывка от накипи, как почистить, очистка, как очистить

Содержание:

Газовый котёл, как и любое другое оборудование, нуждается в регулярном профилактическом обслуживании, которое включает в себя очистку теплообменника котла от накипи. Эту процедуру можно сделать и самостоятельно, нужно только знать все этапы работ и перечень необходимых материалов и инструментов.


Промывка газового котла от накипи много времени это не займёт, а эффект будет такой же, как и от сервисной службы.

Принцип работы теплообменника

Для того, чтобы разобраться, как промыть теплообменник газового котла своими руками, нужно познакомиться с принципом его работы. Газовые котлы любого поколения и производителя работают по одному алгоритму: нагревают теплоноситель с помощью тепла, идущего при сгорании газа. Конструкция теплообменников отличается незначительно. В основном, он имеет вид изогнутой трубы из меди или нержавеющей стали.


За интенсивность нагрева воды отвечают пластины, которые напоминают внешне автомобильный радиатор. Температуру нагрева теплоносителя в теплообменнике можно регулировать, направлять в нужный контур в двухконтурных котлах. Для качественной работы газового «радиатора» его необходимо поддерживать в чистоте.

Для чего чистят теплообменник?

Медь или его сплавы обычно используют при изготовлении змеевика. Выбор металла не случаен: у меди хорошая теплопроводность. Однако есть недостаток, который заключается в интенсивном образовании налёта оксида. Механическим способом его снять невозможно.

Во время эксплуатации котла слой оксида становится всё больше, тем самым снижается теплопроводность змеевика. КПД газового оборудования может снизиться на 15-30 процентов, а это ощутимо в зимнее время. Снаружи теплообменник буквально «облипает» сажей, а внутри образуется накипь. Если не делать его промывку, то он может дойти до такого состояния, что придётся думать, как поменять теплообменник на газовом котле.


Специалисты газовой службы рекомендуют делать профилактическую чистку теплообменника один раз в год, однако практика показывает, что достаточно почистить теплообменник 1 раз в 2-3 года, чтобы быть уверенным в его готовности к отопительному сезону.

Совет. Периодичность чистки теплообменника зависит от уровня жёсткости воды, определить которую не сложно по налёту на чайнике. Если он проявляется быстро, теплообменник нужно чистить 1 раз в 2 года. Если нет, то можно это делать 1 раз в 3 года.

Подготовка инструментов и очистка от мусора

Если пренебречь профилактическими работами, значительно увеличится расхода газа в отопительный сезон, котёл будет работать на предельной мощности. В итоге это приведёт к выходу из строя агрегата. А ремонт обойдётся гораздо дороже, чем регулярная промывка теплообменника. Кроме того, чистить нужно и газовые форсунки.

Перед тем, как почистить котел от накипи, нужно подготовить следующие инструменты и подручные средства:

  • отвёртка с крестовым наконечником;
  • отвертка прямошлицевая;
  • разводной ключ;
  • щётка;
  • мыло;
  • раствор против накипи (или лимонная кислота).

Так же в помощь понадобится пылесос. Руки надо защитить перчатками.


Доступ к теплообменнику зависит от модели газового агрегата. Простейший вариант, это когда нужно снять крышку с лицевой стороны, выкрутить болты на камере сгорания, и таким образом добраться до теплообменника. Есть модели, когда требуется убирать резиновый уплотнитель и снимать стенки из огнеупорного материала.

После того, как будут сняты крышки, нужно почистить пыль и грязь, накопившуюся на дне котла. Этот мусор попадает туда с улицы через дымоходные каналы. Для очистки удобно использовать пылесос.

Как чистят форсунки

Форсунки находятся в самой нижней части камеры сгорания. От того, насколько тщательно будут прочищены форсунки, зависит КПД котла и всей отопительной системы. Когда их чистят регулярно, это легко делать с помощью мягкой тряпочки. Как очистить газовый котел от накипи, если форсунки не чистились давно? Берут жёсткую щёточку (можно новую зубную), на которую нанесено размягчённое мыло.


Мыльная смесь не должна стекать с щётки, чтобы не залить форсунки. Мыло можно брать обычное туалетное, а ещё лучше — хозяйственное. В процессе профилактических работ нужно следить за тем, чтобы внутрь форсунок не попал мусор или жидкость.

Как очищают теплообменник

Перед тем, как почистить газовый котел от накипи, его нужно отсоединить от котла. Как правило, с этим затруднений не бывает, так как соединяется теплообменник с помощью переходников, которые легко откручиваются. Очень аккуратно надо обращаться с температурным датчиком.

Сначала промывают теплообменник снаружи. Для этого в большой таз наливают воду, в которой разведено средство для промывки теплообменников от накипи. Вода подогревается до 70 градусов. Чем промыть котел отопления, если средства от накипи нет под руками? Можно обойтись обычной лимонной кислотой.  Теплообменник замачивают в этом растворе примерно на 30-45 минут. Смывают налёт под сильным напором воды.

Важно. Ни в коем случае нельзя чистить пластины теплообменника губками, щетками или тряпками. Пластины очень нежные и их легко повредить.


Иногда для того, чтобы качественно промыть теплообменник, используют бесконтактную автомойку. Мощность струи нужно выставить щадящую, чтобы не повредить пластины.

После того, как внешняя часть теплообменника стала чистой, можно сразу начинать мыть змеевик изнутри. Он подвержен налёту независимо от того, мягкая или жёсткая вода, и стоят ли бытовые фильтры.

Как промыть змеевик

Внешнюю часть теплообменника можно легко отмыть с помощью лимонной кислоты. А вот змеевик изнутри очистить сложнее. Для этого понадобится концентрированное средство Cilit, которое обычно применяют для чистки налётов на сантехнике. Жидким и густым средством заполняют змеевик. Через несколько минут трубу промывают любым декальцинирующим раствором.


Можно развести лимонную кислоту (30 грамм на 1 литр). Раствор нужно залить в трубу и оставить на несколько минут. Перед тем, как вымыть это всё мощной струёй воды, трубу надо хорошо встряхнуть. Промывать от остатков накипи нужно не менее 10 раз.

Заключительные работы

Теплообменник ставят назад в котёл только после того, как он полностью высохнет. Вытирать его нельзя. Для ускорения процесса можно воспользоваться тёплой воздушной струёй фена. Монтаж теплообменника выполняют в обратной последовательности.

После того как теплообменник будет поставлен назад в котёл и подключен к датчику температуры, котёл нужно включить, чтобы проверить качество проведённых профилактических работ. Особенно важно выяснить, насколько быстро теплообменник прогреется.


Разобравшись с устройством котла во время проведения профилактических работ, замена теплообменника в газовом котле своими руками не составит труда.

Совет. Когда теплообменник снимают с котла впервые, то процесс разборки желательно снять на видео из сделать фото. Затем собрать всё это будет гораздо проще.


Самостоятельная химическая чистка теплообменников двухконтурного газового котла, как почистить, какое средство для очистки выбрать, детальнее на фото и видео

Содержание:

1.  Необходимость чистки теплообменника
2. Как часто требуется чистить теплообменник котла
3. Способы очистки
4. Чем чистить теплообменник газового котла

Как известно, для того, чтобы отопительное оборудование работало качественно и надежно, его периодически нужно чистить от скопившихся в нем продуктов сгорания и иных вредных веществ, способных нанести вред конструкции прибора. При этом особенное внимание следует уделять такому элементу газовых механизмов нагрева, как теплообменник. Именно о том, как почистить теплообменник газового котла, а также обо всех особенностях этого процесса далее и пойдет речь.

Необходимость чистки теплообменника


Внешне эта функциональная часть отопительного аппарата представляет собой короб из металла или чугуна, оснащенный радиатором. Нагревается этот элемент при помощи идущего снаружи пламени горелки, а далее полученное тепло передается циркулирующей внутри механизма жидкости. Чистый теплообменник будет работать с наибольшей производительностью, преобразуя практически всю созданную энергию в тепло. Но со временем на стенки этого короба оседают разного рода примеси, в основном состоящие из растворенных в воде солей, проще говоря, накипь. Больше всего образованию накипи подвержены двухконтурные системы котлов, а усугубляется все жесткой водой, текущей по трубам.

В том случае, если очистка теплообменников от накипи не выполняется на протяжении длительного времени, это может стать причиной возникновения широкого ряда проблем:
  • снижение производительности работы оборудования. Ввиду того, что теплопроводность отложений на стенках теплообменника существенно меньше, чем теплопроводность металла, для нагрева воды требуется гораздо больше энергетических ресурсов и, как следствие, большее количество газа;
  • потенциальная угроза перегрева. Согласно принципу работы такого оборудования, теплоноситель призван еще и охлаждать элемент нагрева изнутри. А из-за накипи этого, как следствие, не происходит, ввиду чего механизм может быстро выйти из строя;
  • дефект аппарата. Циркуляция теплоносителя существенно затрудняется отложениями на стенках теплообменника, поэтому насос вынужден испытывать дополнительную нагрузку, что значительно снижает срок его службы.

Об этих неприятных моментах стоит помнить всегда, поскольку своевременная чистка оборудования позволит защитить весь механизм от поломки, сохранить значительную часть финансовых средств и сэкономить на топливе.

Как часто требуется чистить теплообменник котла


Многие специалисты расходятся во мнениях относительно того, с каким интервалом требуется выполнять чистку теплообменника котла. Обычно производитель указывает подобную информацию в прилагаемой к механизму инструкции. Но не стоит забывать, что эти данные могут изменяться в зависимости от разных факторов – условия эксплуатации, показатели используемой воды и т.п., поэтому выполнять мероприятия по чистке можно и чаще.

Перед тем как почистить теплообменник двухконтурного котла, следует ознакомиться с перечнем критериев, исходя из которых можно определить степень засоренности газового оборудования:

  • значительно увеличивается расход газа. Накипь внутри системы может увеличить расход топлива примерно на 15%;
  • снижение эффективности работы оборудования. Главные факторы – длительный нагрев механизма, недостаточная температура теплоносителя, непрерывное горение и пр.;
  • слабый напор воды часто свидетельствует о загрязнении теплообменника;
  • неприятный шум в системе во время ее работы, а также большое давление на насос циркуляции свидетельствуют о крайней необходимости очистки прибора.

Важно помнить, что современные образцы газовых котлов рассчитаны на долгий срок службы, однако их ремонт обойдется весьма дорого ввиду большой стоимости расходных материалов. Именно поэтому приступать к удалению накипи следует сразу же в том случае, если появляется один из вышеописанных признаков загрязнения, иначе появится риск больших расхода на эксплуатацию этого оборудования.

Способы очистки


Вариантов того, как избавиться от налета в системе теплообменника газового котла, существует несколько, и основными из них являются следующие:
  1. Ручной способ очистки. Этот вариант предусматривает демонтаж теплообменника с системы котла для максимально удобной работы, выполнить которую можно посредством разных деталей:

    - чистка механическим путем с помощью жесткой щетки из металла или специально предназначенного для этого скребка;
    - обработка особыми составами. Обычно функциональные части теплообменника котла погружают в специальный раствор для промывки. Подобный вариант промывки теплообменника газового котла максимально подойдет для тех приборов, загрязнение которых является особенно сильным.

    Ручная очистка является удобной и, что более важно, эффективной. Таким методом вполне можно пользоваться, не имея особых навыков в этой работе. Но крайне важно помнить, что большое внимание следует уделить герметичности котла при демонтаже и повторной установке теплообменника.
  2. Чистка гидродинамическим путем. Подобное мероприятие можно выполнять, не снимая теплообменник с котла. Такая чистка представляет собой механическое удаление налета посредством воздействия на него водяных струй, идущих под большим давлением. При желании для большей эффективности в воду можно добавить некоторые абразивные частицы.

    Осуществлять данную процедуру следует с помощью особого оборудования, способного в значительной мере увеличить давление воды. Стоит отметить, что такой метод является наиболее эффективным, но вместе с тем и весьма дорогостоящим.
  3. Химическая очистка теплообменников. Этот вариант предусматривает обработку стенок оборудования специальным раствором, вводимым в систему путем особого механизма (бустера). Далее эту смесь следует прогнать по всему теплообменнику, очистив его. Такой вариант обработки позволит избавиться от самых сложных загрязнений, вывести которые ручным способом будет весьма проблематично. Отрицательные стороны химического метода – дорогостоящий расходный материал, риск нарушения целостности металлической оболочки, а также высокий уровень токсичности продуктов очистки. Читайте также: "Как почистить газовый котел – пошаговое руководство".


Мини-инструкция по промывке теплообменника котла на видео:



Чем чистить теплообменник газового котла


Говоря о том, как правильно подобрать средство для очистки теплообменников, следует руководствоваться, в первую очередь, советами специалистов, многие из которых рекомендуют применять соляную кислоту. Этот реагент прекрасно справляется с налетом, однако ввиду его чрезмерно высокой степени кислотности покрытие изнутри теплообменника может быть повреждено.
Народные методы предусматривают обработку стенок механизма лимонной кислотой, которая также может хорошо решить проблему накипи.

Важно помнить, своевременный и правильный уход за всей системой отопления обеспечит качественный обогрев всему жилищу, а хозяева смогут избавить себя от риска поломки какой бы то ни было функциональной части оборудования. При сомнениях в собственных силах можно доверить подобную работу специалистам, к тому же имеющим в наличии различные фото теплообменников и видео по удалению в них отложений.

Промывка теплообменник: подробная инструкция

Как промыть теплообменник от накипи

Чтобы ваш котел отработал бесперебойно весь заявленный срок службы и даже больше — необходимо проводить регулярную профилактическую очистку котла от накипи и сажи. Самое трудное, что вам предстоит в этом процессе – промывка теплообменник.

Частота профилактики обычно определяется заводом-изготовителем и прописана в паспорте на котел. Однако это некая усредненная величина, в реальности же она зависит от того работает ли котел на подготовленной или обычной воде и какова степень жесткости этой воды.

Наиболее подвержены образованию накипи двухконтурные котлы, имеющие вторичный контур для ГВС. По мнению специалистов, такие котлы нуждаются в промывке ежегодно, а при повышенной жесткости воды – до 2-х раз в год.

Содержание:

  1. Признаки того, что теплообменник нуждается в промывке
  2. Чем опасна накипь для котла
  3. Какие существуют варианты промывки
  4. Пошаговая инструкция промывки теплообменника
  5. Установка магнитной обработки воды

Признаки того, что теплообменник нуждается в промывке

Покупая отопительный и водонагревающий котел, потребитель должен понимать, что данное оборудование нуждается в регулярной профилактической очистке от накипи.

Одноконтурный отопительный котел рекомендуется чистить от накипи 1 раз в 3-4 года. Процесс накипеобразования происходит в нем только при замене либо добавлении в систему свежей воды. Делается это достаточно редко, поэтому особых проблем с накипью в таком котле возникать не должно.

 С двухконтурным котлом дело обстоит немного иначе. В зависимости от жесткости вашей воды промывка теплообменник контура ГВС при жесткой воде должна быть ежегодной. При более мягкой воде вы можете чистить теплообменник контура ГВС 1 раз в 1,5-2 года.

Контур отопления двухконтурного отопительного котла необходимо чистить с той же периодичностью, что и у одноконтурного котла. Профилактическую чистку желательно делать перед началом отопительного сезона.

Проведение профилактической чистки и промывки теплообменника экономически выгоднее и безопаснее для потребителя, чем проблемы, связанные с поломкой, ремонтом или заменой котла в разгар отопительного сезона. Поэтому рекомендуем вам не игнорировать обслуживание вашей техники.

Помимо регулярной профилактики вы можете воспользоваться одним из следующих способов подготовки воды для котла:

  • Ионный обмен
  • Полифосфатные дозаторы
  • Магнитная обработка воды
  • Использование дистиллированной воды или антифриза (только на замкнутом контуре)

Используя для котла подготовленную воду вы частично или полностью сможете решить вопрос накипеобразования и необходимость в постоянной профилактической промывке теплообменника пропадет.

Если вы не проводите регулярного обслуживания котла, обратите внимание на следующие признаки, свидетельствующие о том, что котел нуждается в очистке:

  • упал напор воды и давление в системе
  • увеличился расход газа или электроэнергии
  • снизилась температура в помещении при обычных условиях работы котла
  • из котла слышны булькающие и шипящие звуки

Эти факторы чаще всего свидетельствую о зарастании теплообменника и трубок, через которые проходит вода, накипью.

Чем опасна накипь для котла

Накипь представляет собой твердые отложения солей жесткости, оседающие на металлических стенках теплообменников и труб, по которым циркулирует вода. Зарастание накипными отложениями стенок теплообменника и труб приводит к уменьшению диаметра внутреннего прохода и как следствие – уменьшению напора воды, падению давления в системе, повышенной нагрузке на насос, а также перегреву и разрушению стенок теплообменника.

Чтобы не выйти из строя котлу нужно равномерно нагреваться и так же равномерно охлаждаться. С накипью это становится невозможным, т.к. она обладает очень низкой теплопроводностью. Металл, нагревающийся с внешней стороны (например, газом), из-за слоя накипи не может отдать тепло теплоносителю. В результате возникают локальные места перегрева металла, который при росте температуры, может потечь, образовав свищ.  На промышленных котлах это приводит к возникновению аварийных ситуаций.

На бытовых котлах слой накипи в первую очередь ведет к перерасходу тепловой энергии (газ либо электричество), идущей на нагрев теплоносителя. Из курса теплофизики известно, что слой накипи в 5 мм приводит к перерасходу тепловой энергии до 30%. Также накипь приводит к ускоренному износу либо полному выходу из строя деталей котла.

Особенно актуальна проблема зарастания накипью на двухконтурных котлах. Если в систему отопления есть вариант залить подготовленную воду или специальный теплоноситель, то контур ГВС нуждается в обязательной защите и регулярной очистке от накипи, т.к. работает на проточной водопроводной воде.

Итак, если накипь своевременно не удалять и не использовать современные способы предотвращения отложений накипи, то котел постепенно будет зарастать.  Сначала образуется тонкий, легкоудаляемым налет, затем он наслаивается, и с течением времени, появляется толстый известковый камень, удалить который за один раз практически невозможно даже при помощи сильнодействующих антинакипных средств.

Поэтому обслуживание котла должно быть регулярным.  Хороший хозяин также обязательно выберет подходящий ему способ умягчения воды для предотвращения отложений.

Какие существуют варианты промывки

Очистить котел от накипи возможно механически, проведением декальцинации, а также способами, предотвращающими отложения — установкой систем водоподготовки или заполнением отопительной системы специально подготовленной водой (для одноконтурных котлов).

Механическая чистка чаще всего используется на промышленных котлах совместно с использованием декальценирующих средств (кислот или специальных антинакипинов). Это очень трудоемкая процедура, т.к. порой, налет настолько твердый, что его приходится высверливать.

В бытовых условиях для предотвращения отложений рекомендуется установка умягчающих воду фильтров либо антинакипных магнитных преобразователей. 1 раз в 3-4 года необходимо вскрывать котел, чтобы убедиться в отсутствии накипи. Т.к. идеального средства умягчения воды в природе не существует, и у всех фильтров имеются свои недостатки, то в малых количествах накипь все же может образовываться. Поэтому при необходимости детали котла необходимо очистить с помощью любого антинакипного средства.

Если вы выбрали вариант без установки предварительного умягчающего фильтра или магнитного преобразователя воды, то первое время котел необходимо вскрывать 1 раз в год перед отопительным сезоном. В течение 2-х лет вам будет ясно нуждается ли теплообменник котла в ежегодной промывке или вы можете проводить данную процедуру 1 раз в 2-3 года.

О фильтрах, предназначенных для умягчения воды, подробнее можно почитать в статье об умягчителях воды для квартиры

Для одноконтурных котлов самый простой способ защиты от отложений – заливка в отопительный контур дистиллированной воды или специального теплоносителя. В некоторых источниках утверждают, что дистиллированная вода имеет высокие показатели коррозионной активности, поэтому производители котлов и радиаторов не рекомендуют ее применение в качестве теплоносителя без дополнительных присадок, подавляющих коррозию.  Не спешите верить на слово таким заявлениям. Это скорее относится к очередному маркетинговому ходу. В замкнутой системе отопления при отсутствии поступающего в нее кислорода, окислительных процессов происходить практически не будет. Вода, полученная методом дистилляции, не приведет ваши трубы к разрушению.

Пошаговая инструкция промывки теплообменника

Итак, мы добрались, наконец-то, до момента вскрытия бытового отопительного котла для промывки его теплообменника.

Если вы по каким-то причинам не хотите разбирать котел – используйте способ промывки котла без съема теплообменника любой антинакипной жидкостью. В нашем случае это будет лимонная кислота, которая довольно хорошо удаляет накипь.

Понадобится:

  • лимонная кислота (30-50 г на 1 литр воды)
  • большая кастрюля на 6 литров (можно ведро)
  • шланг – 3шт
  • насос
  • блок питания

Последовательность действий:

  1. Перекройте подачу газа и воды в котле
  2. Отсоедините трубы подачи и выхода воды с первичного теплообменника
  3. Подключите шланги к контуру отопления
  4. К шлангу подачи воды подсоедините насос
  5. Третий шланг подсоедините к насосу и опустите в кастрюлю с водой
  6. Шланг слива воды также опустите в кастрюлю с водой
  7. Кастрюлю можно поставить на небольшой огонь, чтобы вода, циркулирующая между теплообменником и нашей кастрюлей, была горячей
  8. Засыпьте в воду лимонную кислоту
  9. Включите насос и оставьте котел в таком состоянии на 1-1,5 часа.
  10. Точно также промойте вторичный теплообменник ГВС, переподключив к нему шланги
  11. Включите насос и оставьте котел в таком состоянии на 2-3 часа, в зависимости от степени загрязнения котла накипью.
  12. После промывки присоедините все трубы подачи и выхода воды.

Если вы хотите промыть только контур ГВС и имеете возможность и желание разобрать котел для очистки – используйте способ промывки котла со съемом вторичного теплообменника. У разных марок котлов теплообменник снимается по-разному. Поэтому лучше всего найти инструкцию или видео по вашей модели в интернете.

Понадобится:

  • лимонная кислота (30-50 г на 1 литр воды)
  • кастрюля

Последовательность действий:

  1. Перекрыть доступ к котлу воды, газа, электричества
  2. Разобрать котел и снять  вторичный теплообменник
  3. При помощи пылесоса или щетки почистить все поверхности внутри котла
  4. Вторичный теплообменник положить в кастрюлю и покрыть водой, разведенной с лимонной кислотой (30-50г на 1 литр воды). Залить раствор воды с лимонной кислоты внутрь теплообменника, таким образом, чтобы вода показалась в отверстии подачи ГВС
  5. Прокипятить кастрюлю с теплообменником в течение 30-45 минут и оставить еще на 30 минут.
  6. Промыть теплообменник под проточной водой, удалив весь шлам и остатки накипи.
  7. При необходимости процесс повторить
  8. Установить теплообменник на место
  9. Собрать и подключить котел

Установка магнитной обработки воды

Если в процессе эксплуатации котла или при его покупке вы приняли решение, что хотите установить перед котлом систему безопасности от накипи, рекомендуем обратить внимание на магнитную обработку воды. Ее преимущество заключается в том, что это недорогая и абсолютно рабочая система, которая не оказывает вредного влияния на окружающую среду, легко монтируется в трубопровод, не требует замены картриджей, и не дает солям жесткости откладываться на теплообменнике и трубах.

Принцип магнитной обработки воды основан на воздействии высокоградиентного магнитного поля на способность содержащихся в воде, в составе гидрокарбонатов ионов кальция, магния, образовывать твердый нерастворимый осадок в толще воды. Без магнитной обработки воды, образующийся в процессе нагрева нерастворимый осадок карбоната кальция, магния осаждается на границе раздела твердой и жидкой фазы (т.е. на стенках теплообменников, тэнов, трубах).

Благодаря магнитной обработке происходит процесс образования в толще воды «затравочных» кристаллов, которые являются центрами кристаллизации для всех последующих соединений карбоната кальция. Выпадение осадка переносится с границы раздела фаз в толщу воды. Также молекулы карбоната кальция теряют способность слипаться в крупные комплексы и находятся в толще воды в виде мельчайшей, невидимой невооруженным глазом взвеси.

В зависимости от химического состава воды и правильности подобранного оборудования вы можете полностью или частично избавиться от образования нового налета. Также магнитная обработка воды, с течением времени, размывает уже существующий налет, делая его рыхлым и легкоудаляемом при промывке системы.

Проверить работоспособность магнитного преобразователя воды вы можете, вскрыв котел до и через полгода-год после установки.

Магнитный преобразователь воды не является панацеей и не дает 100% эффекта на любой воде, как и ни один другой бытовой фильтр не способен дать 100% эффекта в реальных условиях. Однако в 80% случаев вы получите уверенный результат уменьшения или полного исключения образования накипи и поставленная задача будет решена. В итоге срок службы вашего котла будет продлен и проблем, а также поломок из-за жесткой воды не произойдет.

Магнитный преобразователь воды НакипOFF вы можете приобрести на нашем сайте или в розничных магазинах вашего города.

Как видите, самостоятельная промывка теплообменник от накипи возможна в домашних условиях и не является таким уж страшным делом. Более того, этот процесс можно сделать легче и реже с помощью применения средств предварительной подготовки воды, таких как антинакипные магнитные преобразователи или фильтры ионного обмена.

Очистка теплообменника: когда требуется, какие способы

Прочистка теплообменников является важной процедурой по поддержанию оборудования в работоспособном состоянии и сохранению его функциональности. Основным загрязнителем выступают, как правило, известковые отложение, но также в теплообменник могут попадать песок, бактерии и продукты их жизнедеятельности а также коррозия.

Когда требуется очистка теплообменника

В идеале, необходимо осуществлять промывку теплообменника ежегодно после окончания сезона отопления. При этом стоит учитывать особенности воды у вас в регионе и условия эксплуатации оборудования. Так, при высокой жесткости воды и отопительном сезоне в 8 месяцев, возможно придется производить промывку и 2-3 раза в год. Соответственно при мягкой воде и коротком отопительном сезоне будет достаточно делать промывку теплообменника 1 раз в 2-4 года.

Как вариант, можно делать промывку по необходимости. Определить такую необходимость можно по следующим признакам:

  • отопительное оборудование стало часто останавливаться и давать сбои;
  • появление странных звуков в отопительном оборудовании;
  • увеличение срока разогрева отопительной системы;
  • отопительные батареи стали хуже греть;
  • увеличился расход энергоносителей.

При обслуживании отопительного оборудование очищать следует не только внутреннюю часть теплообменника, но и наружную. Так в газовых котлах, при сгорании газа, образуются продукты горения, которые оседают на поверхности теплообменника и уменьшают теплопроводность.

Для очистки вам потребуются определенные знания, а также оборудование, такое как установка для промывки теплообменников.

Способы очистки теплообменника

Существует несколько способов очистить теплообменник:

  1. механический способ;
  2. химический способ;
  3. гидропромывка под высоким давлением.

Механический способ

Для первого способа потребуется разобрать оборудование и извлечь теплообменник. Это требует определенных навыков и знаний касательно отопительного оборудования. Также механическое воздействие может повредить защитные слои теплообменника из-за чего оборудование может вовсе выйти из строя.

Химический способ

Химический способ подразумевает использование активных химических веществ, которые закачиваются в теплообменник при помощи бустера или народными способами (народный способ будет ниже на видео). При этом надо знать какие именно вещества следует использовать:

  • Кислотные реагенты размягчают твердые отложения, отслаивают ржавчину и растворяет налет и накипь;
  • Щелочные реагенты разлагают биологические отложения.

При химическом способе происходит циркуляция активного раствора по теплообменнику, благодаря чему отложения которые были растворены реагентом вымываются. Целостность защитных поверхностей теплообменника при таком способе не нарушается.

Несмотря на кажущуюся простоту процесса стоит понимать, что задействованные вещества крайне агрессивны и при работе с ними следует строго соблюдать требования безопасности и использовать защитные средства.

Не стоит экономить на реагентах, так как некачественная химия может привести к повреждению теплообменника и как итог придется потратить гораздо больше денег, времени и сил.

Гидропромывка

При данном способе в теплообменник под большим давлением подается смесь воздуха с водой частыми импульсами. При таком воздействии, отложения на стенках теплообменника расслаиваются и отделяются.

Для того, чтобы осуществить данный способ применяется установка для промывки теплообменников. В состав данного оборудования входит накопительный бак, присоединительные шланги и компрессор, который создает необходимое давление. Перед началом процесса обязательно надо определить нужное давление и рассчитать количество используемой воды, чтобы избежать неприятных последствий.

 

Как удалить накипь из теплообменника газового котла

Внутренние поверхности газового котла взаимодействуют с сильно разогревающейся водой, что приводит к накоплению отложений и образованию накипи. Поэтому внутренние поверхности стенок теплообменника и остальных узлов должны периодически прочищаться независимо от варианта конструкции нагревательного аппарата, а также его материала.

Необходимость и период чистки

Загрязнение теплообменника накипью происходит, когда вода содержит значительные объемы частиц извести железа, а также солей кальция и магния. Под влиянием высокотемпературных режимов упомянутые вещества кристаллизуются на стенках агрегата. Толстая прослойка отложений плохо воздействует на эффективность работы котла, приводя к:
- Усиленному потреблению газового топлива. Теплопроводность минеральных компонентов сильно понижена относительно материала, из которого изготовлен теплообменник. Поэтому процесс разогревания конструкции заставляет расходовать больше энергии, сжигая увеличенное количество газа. Так, при толщине отложений в 1 миллиметр затраты возрастают на 10 процентов.
- Перегреванию котельного оборудования. Текущая из обратного контура жидкость охлаждает теплообменник, отдавая излишки энергии отопительной системе. Накипь нарушает процесс обмена теплом, заставляя датчики повышать температуру для поддержания оптимального значения на подающем трубопроводе. Если нагревание интенсивно происходит на протяжении долгого времени, устройство быстро изнашивается и выходит из строя.

Частота выполнения клининговых операций указывается в инструкционной документации к эксплуатируемому котлу, но реальность определяет собственные сроки. Так, применение жесткой воды заставляет промывать теплообменник и остальные элементы котла перед началом, а также после завершения отопительного сезона. Надобность в устранении загрязнителей определяется по гулу циркуляционного насоса, сниженному давлению в контуре горячего водоснабжения, возросшему потреблению природного газа и постоянной работе горелки.

Способы ликвидации накипи

Промывать теплообменник разрешается с помощью безразборной и разборной технологии. В последнем случае агрегат демонтируется с газового котла, а в первом налет снимается специализированными инструментами. Здесь можно выполнять:
- Ручное промывание. Загрязнители удаляются с внешних поверхностей предварительно демонтированного теплообменника посредством состоящей из металла щетки. Агрегат погружается в промывочную жидкость либо кислоту на определенное количество часов. Эта технология разрушает наросшие уплотнения, не вызывая циркуляцию химических веществ в системе. После окончания промывки изоляция соединений проверяется на отсутствие протечек при возрастании давления.
- Гидродинамическое промывание. Вода протекает через теплообменник газового котла под повышенным давлением, повинуясь функционированию специализированного оборудования, которое называется бустером. Чтобы улучшилась эффективность клининга, жидкость обогащается абразивным наполнителем. Его быстро движущиеся вместе с водой частицы острыми краями соскребают прослойку накипи со стенок. Но промывать котел подобным способом должен специалист, а неправильное давление разорвет отопительные детали.
- Химическое промывание. Этот метод разрешает не осуществлять операции по демонтажу теплообменника. Устройство присоединяется к бустеру для устранения заржавевших частиц металла и остальных накопившихся отложений. Насос заставляет химическое соединение циркулировать по элементам теплообменника в течение некоторого количества часов. Правильно выбранный состав беспрепятственно устраняет стойкие отложения, сохраняя целостное состояние металлических конструкций.

Кислотные промывки

Чтобы избавиться от накипи внутри теплообменника газового котла, понадобится купить чистящее средство. Его следует выбирать очень внимательно, ведь сильнодействующие составы растворяют металлические детали оборудования. Наиболее популярные кислоты для удаления накипи представлены:
- Соляной. После разбавления до концентрации 2–5 процентов ею позволяется чистить медные и нержавеющие стальные устройства. А добавляемые ингибиторы предотвращают разрушение материала. Вещество агрессивно реагирует с поверхностями, поэтому работать с ним должны исключительно профессиональные мастера.
- Сульфаминовой. Этот раствор эффективно справляется с устранением оксидов металлов, но его воздействие неспособно нарушить целостность конструкции и ухудшить состояние здоровья домочадцев. В составе имеется кислота концентрацией в 2–3 процента с антикоррозийными модификаторами.
- Ортофосфорной. Подобной разновидностью кислоты разрешается устранять накипь с теплообменника любой модели газового котла. Насыщенное тринадцатью процентами реагента вещество очень эффективно сражается с загрязнителями, создавая на обработанной поверхности защитный слой и не разъедая структуру материала.
- Лимонной. Эта разновидность кислотного очистителя ликвидирует отложения при нагреве до шестидесяти градусов тепла, не повреждая металлические части конструкции. Ею разрешено пользоваться при обработке латунных, медных или стальных агрегатов. Концентрация изменяется в пределах 0,5−1,5 процента.

Средство Detex

Такое вещество эффективно устраняет различные соли, оксиды и отложения со стальных, медных и чугунных теплообменников. Благодаря присутствию активно действующих ингредиентов и добавок поверхность защищается от коррозии, а прибор получает продленный период годности. Перед внесением состав следует разбавить водой в пропорции 1:6–1:10. Продвигаясь внутри теплообменника, реагент выделяет газообразные вещества. Влияние очистителя прекращается, когда завершается появление газовых пузырьков. Чтобы эффективность промывки возросла, содержание «Детекса» надо увеличить до возобновления образования газов. Очищенные поверхности системы промываются нейтрализатором и водой.         

Как удалить накипь с теплообменника

Откуда в теплообменнике берутся накипи?

Накипь

бывает разных форм, но наиболее распространенной является карбонат кальция или CaCO 3 . Накипь кальция выпадает в осадок при превышении пороговой растворимости кальция и карбоната.

Кальций и щелочность присутствуют в разных концентрациях практически во всех источниках подпитки. Поскольку испарение удаляет чистую воду из градирни, концентрация оставшихся растворенных твердых частиц увеличивается.Если концентрация становится слишком большой, они объединяются с образованием накипи карбоната кальция.

Как обычно контролируется накипь в теплообменнике?

Предотвращение образования накипи - это комбинация контроля циклов концентрации и изменения растворимости карбоната кальция с помощью ингибиторов химического порога или других средств. Зная пороговую растворимость или концентрацию, при которой начинает образовываться окалина, мы можем контролировать условия с безопасным пределом ниже этой точки.

Как узнать, нужна ли чистка теплообменника?

Теплообменники позволяют теплу проходить через материал, обычно через медную трубку или пластину из нержавеющей стали, от горячей стороны к холодной. Накипь или любой другой материал, который накапливается на поверхности теплообмена, действует как изолятор и снижает эффективность теплообменника.

Большинство теплообменников предназначены для работы в определенном температурном диапазоне, называемом DT. DT описывает разницу между температурой на входе и выходе из теплообменника.Уменьшение DT указывает на снижение эффективности теплопередачи. Обычно это происходит из-за образования накипи, микробиологического загрязнения или оседания грязи в трубках или на них.

Какой продукт использовать для очистки теплообменника?

Scalzo - самый эффективный продукт для очистки теплообменников, хотя для некоторых требуются специальные средства. Scalzo содержит соляную кислоту для наиболее эффективной очистки, а также ингибиторы коррозии и диспергаторы, обеспечивающие защиту металла и предотвращающие образование отложений после очистки.

Соляная кислота не рекомендуется для некоторых материалов, в частности для нержавеющей стали. CA-100 следует использовать для теплообменников с деталями из нержавеющей стали. Лимонная кислота менее агрессивна и не разъедает нержавеющую сталь.

Что такое пошаговая процедура очистки теплообменника?

Для эффективной очистки выполните следующие действия.

  1. Изолируйте чиллер, закрыв клапаны как можно ближе к агрегату. Оперативная очистка никогда не бывает такой эффективной, как автономная очистка, потому что кислоте требуется достаточное время контакта для растворения накипи.
  2. Оцените общее количество галлонов воды в теплообменнике и изолированном участке трубы. Объем пластинчато-рамного теплообменника составляет примерно 40% воды из башни. Кожухотрубные теплообменники содержат около 30% общего объема воды из башни. Емкость для чистящего раствора должна быть как минимум в два раза больше теплообменника.
  3. Установите насос подачи химикатов, как показано на схеме выше. Возвратный трубопровод обратно в бак для чистящего раствора должен выходить из верхней части теплообменника, чтобы обеспечить заполнение устройства чистящим раствором.
  4. Залейте воду в бак для чистящего раствора и включите циркуляционный насос. Включите насос и продолжайте доливать воду, пока вода не выйдет из обратной линии обратно в бак для чистящего раствора.
  5. При работающем циркуляционном насосе добавьте 8 унций CTA-800 или альтернативного пеногасителя непосредственно в бак для чистящего раствора.
  6. Теперь добавьте один галлон Scalzo, Ox-Sol, CA-100 или чистящего средства, рекомендованного вашим представителем Chardon в бак для чистящего раствора.
  7. Измерьте pH раствора, окунув pH-бумагу в поток воды, возвращающейся из теплообменника. PH должен быть 2-3. Если pH не снижается до этого диапазона, продолжайте добавлять кислоту, пока возвращаемый pH не достигнет диапазона 2-3.
  8. Продолжайте циркуляцию чистящего раствора. Проверяйте pH каждые 5 минут. Добавьте дополнительную кислоту, если pH увеличивается до более чем 3.
  9. Повторяйте шаг 8, пока pH не будет оставаться в пределах от 2 до 3 в течение 30 минут. Теплообменник теперь чистый.Нейтрализуйте чистящий раствор до pH 5,0 с помощью BD-6, добавив его в резервуар и прокачивая смесь.
  10. Слить воду из бака и теплообменника в канализацию.
  11. Добавьте свежую воду в резервуар и прокачивайте свежую воду до тех пор, пока pH не достигнет 6 или 7 и не будет поддерживать его.
  12. Добавьте 1/2 галлона Tube Bright для заключительной промывки, чтобы пассивировать необработанные металлические поверхности. Обеспечьте циркуляцию в течение 15 минут и слейте воду или, если систему нужно подключить к сети, оставьте химические вещества в системе.
  13. При необходимости снимите концевые раструбы и осмотрите трубные решетки, трубы и концевые раструбы, чтобы определить желаемую очистку. Если мусор остался, удалите его вручную и промойте участки обрабатывающей водой.

Если система по-прежнему не очищена должным образом, замените концевые раструбы и повторите процедуру 1-10 еще раз.

Поделиться:

Очистка теплообменника

Очистка теплообменников, загрязненных (частично) органическими загрязнениями, такими как кокс, пластик, масло, краска, резина, продукты питания и т. Д.по-прежнему остается серьезной проблемой для многих компаний. Необходимость чистки деталей есть во всех отраслях промышленности. Некоторые считают это повседневной необходимостью; другие считают это случайной процедурой во время бедствия, ремонта или остановки. Судя по всему, это всего лишь часть игры, но тем не менее это должно быть сделано как можно быстрее и как можно лучше. В большинстве случаев это очень часто связано с доступным знанием известных методов очистки.


Фото 1: Теплообменник, загрязненный пластмассой

В результате постоянно растущего качества конечных продуктов, стремления к увеличению времени эксплуатации, необходимости улучшения результатов очистки и сокращения затрат или из-за более строгих законов об охране окружающей среды и Процедуры, большинство традиционных методов очистки, таких как химическая очистка или очистка под высоким давлением, иногда уже не подходят.Может быть, метод термической очистки может предложить желаемое решение вашей проблемы очистки?

Методы термической очистки

1. Преимущества термической очистки

Испарение органических элементов приводит только к 5-10% исходных загрязнений, которые можно легко удалить. Кроме того, термическая очистка очень интенсивно удаляет самый широкий спектр загрязняющих веществ за относительно короткий период времени, не повреждая основание.

2. Краткое знакомство с методикой

2.1. Процесс

Пиролиз - это термическое преобразование органических материалов в среде с низким содержанием кислорода. При температуре ниже 400 ° C (750 ° F) органические материалы превращаются в гомогенный остаток, готовый для дальнейшей контролируемой обработки.

При таких высоких температурах более высокие углеводороды разлагаются на компоненты с гораздо более низкой молекулярной массой, в результате чего образуются газы пиролиза (этан, этен, пропан, пропилен), пиролизное масло, содержащее ароматические компоненты, и богатый углеродом остаток.

Пиролизный газ, а также масло превращаются в диоксид углерода и пар в результате частичного окисления. Эта фаза является экзотермической, при которой 40% высвобождаемой энергии повторно используется для разложения органического материала.

Очень важным фактором в процессе, наряду с постоянным нагревом и охлаждением, является поддержание постоянной температуры, чтобы предотвратить повреждение деталей, подлежащих очистке. Это также важно, чтобы избежать образования нежелательных (отработанных) газообразных фракций.

3. Пиролизные печи

Как указывалось ранее, это единственный правильный метод термической очистки для обработки загрязненных теплообменников. Чтобы дать вам правильное представление, я опишу общее функционирование этого типа установки, после чего будут рассмотрены условия, необходимые для обеспечения безопасной и безупречной очистки теплообменника.

Общее функционирование

Печи пиролиза состоят из рабочего помещения от 1 до 75 м³, в зависимости от типа.Общие максимальные размеры в настоящее время составляют 8 м x 3 м x 2,5 м, но обратите внимание, что возможны и более крупные размеры.

Обрабатываемые предметы укладываются на загрузочную тележку, которая втягивается в топочную камеру. После закрытия дверцы эту камеру делают инертной за счет снижения уровня кислорода до 8%. Затем температуру постепенно повышают до 420 ° C (788 ° F), в зависимости от характера объектов, а также вида и количества загрязнения.

Содержание кислорода в самых дешевых печных системах даже не контролируется.Считается само собой разумеющимся, что кислород автоматически покидает камеру во время газификации. Если температура все-таки повышается, вводится много воды, поэтому температура должна упасть. Это, конечно, настоящие печи для снятия краски, которые не подходят для «настоящей» работы.

Когда достигается температура, необходимая для испарения, небольшое избыточное давление направляет выпущенные газы в камеру дожигания. Здесь их обрабатывают при высокой температуре, после чего снимают.Иногда этот воздушный поток используется для рециркуляции тепла с целью рекуперации части энергии.

Вследствие того, что все органические компоненты газифицируются из-за тепла, после охлаждения остается только остаток, состоящий из пигментов и неорганических наполнителей. Как правило, это 5% от первоначального объема загрязнения и может быть легко удалено различными методами.

Поскольку тепло может достигать любой точки - в том числе в середине трубчатых теплообменников или между трубками и кожухом теплообменника с фиксированным кожухом - термическая очистка чрезвычайно подходит для теплообменников.Это невозможно, например, при очистке только под высоким давлением.

Особые условия термической очистки теплообменников

Чтобы обеспечить наилучшую термическую обработку теплообменника, необходимо соблюдать ряд важных моментов. Помимо надлежащего контроля кислорода, существует метод контроля самого теплообменника с помощью термопар в различных точках, согласованных с владельцем. Важно использовать температуру объекта вместо температуры камеры, чтобы иметь возможность правильно следить за процессом в печи.

Еще одним важным техническим аспектом является наличие отличной внутренней циркуляционной установки, которая заботится о правильной циркуляции в камере печи. Благодаря этому со всех сторон поддерживается однородная температура, что необходимо для предотвращения разницы температур внутри очищаемого объекта.

В новейших системах используется внутренний теплообменник для охлаждения воздухом вместо воды. Благодаря этому значительно повысился контроль температуры; в некоторой степени почти возможно точное рулевое управление.Более того, отсутствие необходимости нагнетать воду в камеру вызывает меньше проблем с летучей ржавчиной на очищаемых деталях.

Для составления надлежащего температурного протокола важно знать точный состав материала, а также степень загрязнения. В случае сомнений, надежный лабораторный анализ может дать решающий ответ. Вес теплообменника, тип материала, геометрия и тип загрязнения определяют кривую нагрева и охлаждения и в значительной степени могут дать представление об общем необходимом времени нахождения в печи.

Фото 12: Обратите внимание на то, что после термической очистки не останется и краски.

Кроме того, само загрязнение сильно влияет на последующую температурную программу. Сжижается ли загрязнение перед газификацией - как некоторые пластмассы - или оно остается твердым до полной газификации? Лабораторный анализ или практическое исследование также могут дать решающий ответ на этот вопрос, что позволит более корректно оценить программу.

Если загрязнение станет жидким во время нагрева, в программе будет предусмотрен этап, связанный с точкой плавления загрязнения.Эта фаза позволяет загрязнению в значительной степени растаять из очищаемого объекта. Впоследствии газификация остатков может легче происходить, и общее время очистки будет сокращено. В случае экстремальных загрязнений в несколько тысяч килограммов можно выбрать даже двухфазную обработку. Большая часть загрязнения будет расплавлена ​​во время первой термообработки при низкой температуре. После этого оставшаяся часть будет полностью газифицирована во время второй обработки для полного удаления загрязнения.

Также очень важен тип материала, из которого изготовлен теплообменник; Ведь материал определяет максимальную температуру термообработки. Хотя существуют разные мнения относительно возможной термической очистки пучков дуплексной стали, различные испытания показали, что этот тип теплообменников может быть надлежащим образом очищен этим методом. Только максимальная дельта Т между различными термопарами намного ниже, чем у теплообменников, сделанных из обычных типов стали, из-за разницы в расширении между металлами, используемыми в дуплексной стали.

Помимо всех условий, касающихся правильной техники монтажа, правильного знания используемого материала и анализа загрязнения, также очень важно ноу-хау оператора печи. Оператор должен точно знать, какой программе следует следовать, чтобы обеспечить правильный процесс нагрева и охлаждения. Во время термической очистки теплообменника неизбежно одновременное нагревание и охлаждение материала, чтобы избежать внутренних напряжений. Оператор должен следить за тем, чтобы температура регулировалась таким образом, чтобы она повышалась или понижалась одновременно как внутри, так и снаружи.Это может быть сделано в значительной степени автоматически с помощью управления термопарой в новейших установках, хотя контроль по-прежнему необходим.

Преимущества термической очистки для различных типов теплообменников
Традиционные методы очистки теплообменников часто очень эффективны и поэтому используются в течение многих лет. Тем не менее, есть ряд очень специфических проблем, которые все признают. Проблема с очисткой под высоким давлением заключается в ухудшении качества поверхности, а также в доступности загрязнений.Остальное связано с тем, что ваш теплообменник должен быть снят с производства раньше, чтобы его снова очистили.

Использование химической очистки иногда может занять много времени, чтобы растворить загрязнения. Доступность пакета будет отложена. С другой стороны, термическая очистка очень эффективна и затрагивает все точки. Результаты доказывают, что может быть достигнута степень чистоты почти 100%, что приводит к увеличению времени эксплуатации и, как следствие, к экономии средств.

В качестве хорошего примера можно привести теплообменники установки крекинга нафты, которые очищались под высоким давлением каждые два месяца.После первой термической очистки их можно было без проблем использовать в течение 2 лет; огромное улучшение. И многое другое.
Ниже вы найдете далеко не полный обзор различных типов теплообменников, а также типичные преимущества и недостатки термической очистки для каждого из них.

Пучки труб

  • В теплообменниках этого типа загрязнение может находиться внутри трубок и / или вокруг них. Проблема очистки под высоким давлением заключается в том, что струя воды едва достигает самой внутренней части теплообменника, чтобы удалить загрязнения вокруг трубок.Это означает, что некоторые биты остаются позади, поэтому загрязнение происходит быстрее во время производства, что приводит к сокращению времени работы.
  • Термическая очистка повсюду уничтожает загрязнения и, следовательно, обеспечивает гораздо лучший уровень чистоты, что приводит к увеличению времени эксплуатации. При сильном загрязнении часто используется очистка под высоким давлением для первой грубой очистки связки, после которой может проводиться термическая очистка.
  • В случае пучков шпилек термическая очистка может легко удалить загрязнения в углах трубок, где в большинстве случаев возникают проблемы.

Связки с фиксированной оболочкой
  • Проблема с классической очисткой под высоким давлением состоит в том, что практически нет доступа для очистки вокруг трубок. Часто для очистки загрязненных внутренних поверхностей применяют химическую очистку путем промывки, но эффективность зачастую очень низка. Очень хорошие результаты были получены при использовании метода термической очистки для удаления загрязнений вокруг трубок.
  • Для обеспечения хорошего контроля температуры внутри теплообменника часто используется продувочная система, обеспечивающая хорошую вентиляцию воздуха внутри кожуха.Помимо тепла вам понадобится немного кислорода, чтобы хорошо окислить загрязнения. В противном случае после термической обработки вы получите карбонизированный материал, который очень сложно удалить.
  • Как всегда, все органические частицы превращаются в пепел, но в этом случае лучше использовать воздух, чтобы удалить уже большую часть этой пыли. Использование воды сделает оставшуюся золу очень липкой, поэтому ее будет сложно удалить. После очистки воздухом проводится ополаскивание водой, но все же существует вероятность того, что в первые часы работы частицы оставшейся золы могут нарушить ваш процесс.Обычно это проходит через короткое время. В некоторых случаях проводится эндоскопия, чтобы проверить результат чистки изнутри.

Связки со статическими смесителями (фиксированные или нефиксированные)
  • Очистка водой под высоким давлением здесь бесполезна, степень проникновения нулевая. Химическая обработка может дать результаты в зависимости от возможности протекания внутри использованного химического вещества для разбавления загрязнения и его удаления. Однако в большинстве случаев оба традиционных метода дали очень плохой результат, что сразу указывает на необходимость метода термической очистки.
  • Сначала будет проведена термическая обработка для уничтожения органических загрязнений внутри статических смесителей. Затем смесь воды и воздуха используется для удаления частиц пыли из миксеров. Это делается до тех пор, пока вода снова не станет прозрачной, что указывает на то, что большая часть пепла исчезла.
  • После обработки не может быть дана гарантия, что он будет на 100% чистым, потому что в случае использования фиксированных статических смесителей нельзя использовать какой-либо метод контроля для проверки внутренней части пробирок.Единственный контроль, который у вас будет, - это следить за тем, чтобы вода течет по желобу нормально, чтобы трубка не была заблокирована.
  • После завершения процедуры очистки в потоке могут также оставаться частицы пыли в течение первых часов работы. Это не относится к съемным статическим смесителям, потому что они снимаются после термической обработки и обрабатываются отдельно, чтобы получить 100% чистоту.

Спиральный или пластинчатый теплообменник

Высокое давление и здесь не дает оптимального результата, а химическая очистка приводит к огромному количеству отходов.При использовании классических методов на стенках всегда остаются отложения, что означает, что теплообменники быстрее загрязняются во время производства; поэтому термическая очистка здесь также является наиболее приемлемым решением.

Compablocs

Традиционная очистка воды, в зависимости от загрязнения, в некоторых случаях очень трудна и даже невозможна.

  • Как и все другие теплообменники, термическая очистка дает хорошую возможность сделать ваш Compabloc почти новым, используя контролируемое нагревание и хорошее ополаскивание после этого.

Теплообменники с витыми трубками
  • Из-за скручивания трубок доступ, необходимый для хорошей очистки водой, очень плох. Так можно чистить только снаружи.
  • Термическая очистка дает очень хорошие результаты благодаря своим техническим характеристикам. Вся грязь будет удалена также изнутри таких теплообменников.

Пластинчатые теплообменники
  • В большинстве случаев используется химическая обработка, которая оказалась очень эффективной для очистки загрязненных пластин такого типа теплообменников.Иногда проводится очистка под высоким давлением, но риск повреждения очень велик.
  • Термическая очистка может использоваться для удаления с пластин всех видов загрязнений, таких как клей, а также полимеризованных или карбонизированных загрязнений, которые трудно удалить химическими веществами.
  • Термическая очистка не позволяет удалить накипь, поскольку она неорганическая!

Безусловно, с помощью метода термической очистки можно очистить больше типов продуктов, таких как большие емкости, насосы, детали экструдеров, фильтры, трубопроводы, реакционные сосуды и многое другое.Также могут быть удалены все виды органических загрязнений, таких как PP, PE, PS, PC, SAN, PET, PA (также армированный), PBT, PU, ​​карбонизированный материал, кокс и т. Д., Что показывает, что метод термической очистки имеет очень высокую потенциал в качестве замены или даже улучшения сегодняшних методов очистки. Фактически, во многих случаях метод термической очистки дает вам возможность восстановить загрязненные теплообменники или другие детали как новые. Это, безусловно, преимущество, которое нельзя игнорировать. Поэтому я надеюсь, что информация, представленная в этой статье, поможет вам принять правильное решение в следующий раз, когда возникнет проблема с очисткой.

За дополнительной информацией обращайтесь к Роберту Молю ([email protected]), генеральному директору Thermo-Clean Group, или посетите сайт: www.thermoclean.com/www.heatexchangercleaning.eu.


8,6 Обрастание - SWEP

Загрязнение - очень нежелательное явление в области теплопередачи и теплообменников. В большинстве теплообменников протекающая жидкость не полностью свободна от грязи, масла, жира, химических или органических отложений. Во всех случаях нежелательное покрытие может собираться на поверхности теплопередачи, уменьшая коэффициент теплопередачи.Тепловой КПД теплообменника снизится, а характеристики падения давления могут измениться.

В этом разделе рассматриваются несколько типов обрастания, причины их возникновения и превентивные меры, которые можно предпринять для их предотвращения. Обсуждаются различные типы обрастания:

  • Масштабирование
  • Твердые загрязнения
  • Биологические наросты
  • Коррозия

Масштабирование

Накипь - это тип загрязнения, вызываемого неорганическими солями в водяном контуре теплообменника.Он увеличивает перепад давления и изолирует поверхность теплопередачи, тем самым предотвращая эффективную теплопередачу. Это происходит при высоких температурах или при низкой скорости жидкости (ламинарный поток) и неравномерном распределении жидкости по каналам и поверхности теплопередачи.

Вероятность образования накипи увеличивается с повышением температуры, концентрации и pH. Исследования показали, что высокая турбулентность и небольшой гидравлический диаметр, например, у ППТО SWEP, оказывают положительное влияние на этот тип загрязнения.Правильное обслуживание и очистка охлаждающей воды, например Обработка pH значительно снижает риск образования накипи, особенно в градирнях.

В основном образование накипи происходит из-за осаждения карбоната кальция (известь) или сульфата кальция (гипс). Эти соли имеют перевернутые кривые растворимости (см. , рис. 8.32, ), т.е. растворимость в воде уменьшается с повышением температуры.

Таким образом, соли откладываются на теплой поверхности при контакте с ней холодной водой.Чистый сульфат кальция очень трудно растворить, что затрудняет очистку. Как правило, другие виды накипи удаляются легче.


Наиболее важные факторы, влияющие на масштабирование:

  • Температура
  • Турбулентность
  • Скорость
  • Распределение потока
  • Поверхность
  • Состав и концентрация солей в воде
  • Жесткость воды
  • pH

Образование накипи более вероятно при высоком pH, поэтому общий подход к этой проблеме заключается в поддержании pH между 7 и 9.Риск образования накипи обычно увеличивается с повышением температуры воды. Опыт показывает, что окалину редко можно найти там, где температура стен ниже 65 ° C. Это означает, что температуры обычно недостаточно высоки, чтобы привести к образованию накипи в конденсаторах хладагента. Это показано в двух приведенных ниже примерах.

Пример 1 - конденсатор

Типичный конденсатор R22 работает при T при = 85 ° C, а температура конденсации T cond = 40 ° C на стороне хладагента.Температура воды на входе составляет 29 ° C, а температура воды на выходе (LWT) составляет 36 ° C.

Как показано в температурной программе в Рисунок 8.33 , максимальная температура воды на выходе (LWT) лишь немного выше температуры конденсации (T cond ). Это связано с тем, что температура воды в точке защемления (обведена на , рис. 8.33, ) всегда ниже температуры хладагента (T cond ) в точке защемления. Пересечение температур невозможно, потому что разница температур является движущей силой теплопередачи (см. Главу 1.1). Кроме того, количество тепла, передаваемого от газообразного хладагента к воде, относительно невелико. Вышеприведенное обсуждение показывает, что температуры в объеме недостаточно высоки, чтобы привести к образованию накипи.

На рис. 8.34 показан пример температуры внутри конденсатора. Хотя основная температура газа достигает 85 ° C на стороне хладагента, температура стенок определяется температурой объемной воды (36 ° C). Это связано с тем, что коэффициент пленки намного выше на стороне воды, чем на стороне хладагента.Таким образом, максимальная температура стенок составляет 38 ° C со стороны воды и 38,6 ° C со стороны газа, что все еще ниже температур, при которых образование накипи является проблемой.

Пример 2 - пароохладитель / рекуперация тепла

Типичный пароохладитель на R22 работает при T на стороне хладагента = 85 ° C и T на выходе = 45 ° C. Конденсации не происходит. Температура воды на входе составляет 10 ° C, а температура воды на выходе - 50 ° C.

Как видно из , рис. 8.35, , в этом случае отсутствует температурный скачок, предотвращающий повышение температуры воды на выходе.Тем не менее, в этом случае нет риска образования накипи, потому что LWT рассчитан только на 50 ° C.

Рисунок 8.36 показывает, что, хотя температура газа на входе высока (85 ° C), максимальная температура стенки не будет превышать 51 ° C, т.е. обычно отсутствует риск образования накипи. Причиной относительно низкой температуры стенки является низкий коэффициент теплопередачи (α , газ ) на стороне газа по сравнению с водой (α , вода ).

Тем не менее, в системах охлаждения / рекуперации тепла важно иметь высокий постоянный поток на стороне воды.Если поток воды уменьшить или отключить, температура повысится и возникнет опасность образования накипи.

Типы шкал

Карбонат кальция (CaCO 3 ) может образовываться при наличии в воде ионов кальция или бикарбоната (HCO 3 -, CO 3 2- и OH -). Повышение температуры и / или повышение pH вызовет осаждение карбоната кальция в соответствии с уравнением:


Сульфат кальция (CaSO 4 ) в 50 раз более растворим, чем карбонат кальция, и поэтому осаждается только после образования карбоната кальция.Этот тип накипи может существовать в различных формах, и его образование сильно зависит от температуры. Повышение температуры снижает растворимость этой соли и увеличивает риск образования накипи.

Склонность к образованию накипи

Чтобы оценить склонность природной воды к образованию накипи, необходимо проанализировать и определить несколько параметров:

  • pH
  • Содержание кальция
  • Щелочность
  • Ионная сила воды

Первые три параметра определить относительно просто.Однако ионная сила зависит от общего количества растворенных диссоциированных соединений, то есть солей и кислот, а также от относительных концентраций различных солей и кислот.

Индекс насыщения Ланглие, Is, рассчитывается из общего количества растворенных твердых веществ (TDS), концентрации кальция, общей щелочности, pH и температуры раствора. Он показывает склонность водного раствора к осаждению или растворению карбоната кальция. В этом методе pHs (pH в состоянии равновесия) рассчитывается из общего содержания солей (pS), щелочности (pAlk) и содержания кальция (pCa).Затем значения pH сравниваются с фактическими значениями pH воды, в результате получается индекс Ланглие, I s :

.

где

Измерение pH несложно и выполняется в обычном порядке. Поскольку pH может меняться в зависимости от сезона и климатических условий, его следует измерять несколько раз. Содержание кальция, pCa, обычно выражается как концентрация кальция в виде карбоната кальция (CaCO 3 ) или иона кальция (Ca 2+ ).Бикарбонатную щелочность, pAlk, можно определить титрованием воды кислотой и подходящим индикатором (например, метиловым оранжевым). Результат выражается по-разному, например как эквивалент CaCO 3 . Соответствующий pAlk получается из диаграммы Ланглира (см. , рис. 8.37, ). Относительные пропорции различных солей в естественной воде довольно постоянны. Ланглир использует общее содержание соли (мг / л), то есть TDS (Total Dissolved Solids), в качестве измерения ионной силы.Соответствующее общее количество твердых веществ pS получается из диаграммы Ланглие (см. , рис. 8.37, ). Все эти измерения можно получить из общего анализа воды.

Обратите внимание:

  • Для анализа воды мг / л равно ppm
  • Отношение между кальцием и карбонатом кальция:

  • TDS = содержание соли (мг / л) или, возможно, проводимость x 0,63 (мкСм / см).

Если I s отрицательный, вода имеет тенденцию к коррозии.Эта коррозионная активность действительна для углеродистой стали и, в меньшей степени, меди, но не для нержавеющей стали 316. Если I s положительный, вода имеет тенденцию вызывать образование накипи.

Рисунок 8.37

Пример использования диаграммы Ланглие

При анализе пробы воды были получены следующие значения:

Используя результаты анализа воды выше, pCa, pAlk и pS могут быть найдены на диаграмме Ланглие следующим образом:

pCa

На диаграмме Ланглира ( Рисунки 8.37 и 8,38 ), обратите внимание на измеренную концентрацию Ca 120 мг / л CaCO 3 (или 120 ppm). Считайте значение pCa в точке, где концентрация кальция пересекает диагональную линию для Ca / pCa. Это дает pCa = 2,92.

ПАКЕТ

На диаграмме Ланглие (, рис. 8.37, и , рис. 8.38, ) обратите внимание на измеренное значение щелочности 100 мг / л CaCO 3 (или 100 ppm). Считайте значение pAlk в точке, где значение щелочности пересекает диагональную линию для CaCO 3 / pAlk.Это дает pAlk = 2,70.

пс

На диаграмме Ланглие (, рисунок 8.37, и , рисунок 8.39, ) обратите внимание на измеренную концентрацию TDS, равную 210 мг / л. Считайте значение pS в точке, где концентрация TDS соответствует температурной линии (в данном случае 49 ° C). Это дает pS = 1,70 .

Используя результаты, извлеченные из диаграммы Ланглие, можно рассчитать pH, а затем индекс насыщения I с :

Поскольку I s > 0, вода в этом примере имеет тенденцию вызывать образование накипи.

Определить, произошло ли масштабирование

Чтобы можно было легко очистить блок теплообменника, важно обратить внимание на признаки накипи до того, как блок будет полностью забит. Это можно сделать, измерив температуры на входе и выходе теплообменника, которые показывают, произошло ли загрязнение. Загрязнение поверхности теплопередачи снижает теплопередачу, в результате чего разница температур меньше указанной. Еще один способ обнаружить засорение - измерить падение давления в теплообменнике.Поскольку засорение ограничивает проходы и, таким образом, увеличивает скорость, падение давления увеличивается. При использовании этого метода убедитесь, что расход воды соответствует указанному, поскольку изменения расхода, конечно же, также повлияют на изменение температуры и падение давления.

Предотвращение масштабирования

Образование карбоната кальция можно контролировать, добавляя кислоты или определенные химические вещества (фосфатные соединения, например АМФ, или органические полимеры, напримерполиакрилаты), предназначенные для ингибирования осаждения соединения.

Однако очистка воды - непростая задача, и следует проконсультироваться со специалистом по воде, чтобы определить правильную очистку. Неправильное использование кислот может вызвать сильную коррозию ППТО за очень короткое время. Сульфат кальция Отложения накипи можно наиболее эффективно контролировать с помощью таких химических веществ, как полиакрилаты или АМФ.

Удаление образовавшейся накипи восстанавливает эффективность работы оборудования и поверхностей теплопередачи.Другие преимущества удаления накипи заключаются в том, что она снижает перепады давления, снижает энергопотребление и увеличивает срок службы оборудования.

Твердые загрязнения

Загрязнение твердыми частицами вызывается взвешенными твердыми частицами (загрязнителями), такими как грязь, ил, песок или другие частицы в теплоносителе. Важными факторами, влияющими на загрязнение твердыми частицами, являются:

  • скорость
  • распределение потока
  • Шероховатость поверхности теплопередачи
  • размер частиц

Скорость

Скорость является важным фактором в том смысле, что она определяет, является ли поток турбулентным или ламинарным.Турбулентный поток желателен по нескольким причинам. Турбулентный поток будет удерживать частицы в жидкости во взвешенном состоянии, т.е. частицы не могут скапливаться на поверхности, что позволит избежать загрязнения поверхности. Другой очень важной причиной, конечно же, является то, что турбулентный поток улучшает передачу тепла.

ППТО

обладают высокой степенью турбулентности, а жидкость обладает чистящим действием, которое сохраняет поверхность теплопередачи чистой. Это связано с уникальной конструкцией ППТО. Когда жидкость проходит по каналам, она постоянно меняет направление и скорость.Это обеспечивает турбулентный поток даже при очень низких расходах и перепадах давления.

Для кожухотрубных теплообменников (S&T) требуется гораздо более высокая скорость для достижения турбулентного потока.

В S&T вода может течь либо внутри трубок, либо снаружи трубок. Когда вода проходит через трубку, максимальная скорость находится в центре трубки. Турбулентность на стенках слишком мала, чтобы частицы жидкости оставались во взвешенном состоянии. Эти частицы могут осаждаться и собираться на стенке трубки, что вызывает загрязнение поверхности теплопередачи.Когда вода выходит за пределы трубок, скорость потока снижается, и создаются участки с низким расходом, что увеличивает риск загрязнения. Это означает, что теплообменники S&T гораздо более чувствительны к загрязнению, чем пластинчатые теплообменники. При проектировании теплообменников S&T рекомендуется использовать так называемые факторы загрязнения, чтобы учесть риск загрязнения и, как следствие, снижение производительности.

Распределение потока

Очень важно, чтобы поток по поверхности теплопередачи был хорошо распределен для поддержания постоянной скорости.Распределение потока во многом зависит от рисунка пластины. Специальная схема распределения в портовых зонах ППТО SWEP обеспечивает равномерное распределение потока. В теплообменниках других производителей (S&T, коаксиальные и другие марки паяных теплообменников) могут быть участки с низкой скоростью (что приводит к ламинарному потоку) из-за неравномерного распределения жидкости через теплообменник. Эти участки чувствительны к засорению. Загрязнение начинается в областях с низкой скоростью и распространяется по поверхности теплопередачи.

Шероховатость поверхности теплопередачи

Известно, что шероховатые поверхности способствуют обрастанию за счет сбора твердых частиц.Материал, используемый в каждом ППТО SWEP, - нержавеющая сталь AISI-316, а гладкая поверхность этого материала сводит к минимуму засорение. Круглая форма точек пайки исключает образование карманов застойной воды.

В приложениях, где используется градирня или другая открытая система, охлаждающая вода будет богата кислородом. Это может вызвать коррозию таких материалов, как углеродистая сталь, используемая в обычных теплообменниках. Эта коррозия обычно проявляется в виде отложений оксида железа на поверхности углеродистой стали, но рыхлый оксид железа может откладываться и в другом месте.Нержавеющая сталь, используемая в ППТО SWEP, не подвержена равномерной коррозии, вызывающей проблемы загрязнения. Однако ППТО SWEP не полностью устойчивы к коррозии при определенных условиях.

Размер частиц

Загрязнение твердыми частицами может повлиять на работу теплообменника двумя способами, в зависимости от размера частиц. Во-первых, если частицы большие (> 1 мм) или имеют волокнистую структуру, они могут застревать на входе теплообменника или забивать каналы.Результат - повышенный перепад давления в водяном контуре теплообменника. Забитые каналы также означают низкую скорость воды, что может привести к замерзанию при использовании ППТО в качестве испарителя. Во-вторых, частицы могут прилипать к поверхности теплопередачи и образовывать слой материала с низкой теплопроводностью. Первоначально это приводит к снижению теплопередачи и большему падению давления в тяжелых случаях загрязнения.

Предотвращение загрязнения твердыми частицами

Чистая охлаждающая вода


Лучший способ избежать загрязнения твердыми частицами - поддерживать чистоту охлаждающей воды и тем самым предотвращать попадание частиц в теплообменник.Однако во всех системах охлаждения, особенно при использовании открытых систем охлаждения (с градирнями), в охлаждающей воде всегда будут присутствовать частицы. Правильное техническое обслуживание градирен резко снизит риск загрязнения, включая загрязнение твердыми частицами, накипь и коррозию. В градирнях неизбежно испарение воды, и их необходимо повторно заполнить подпиточной водой. Однако очень важно спускать (сливать) воду из градирни, иначе примеси будут накапливаться и вскоре достигнут опасной концентрации.Эта сточная вода называется продувкой.

Фильтр

Рекомендуется установить фильтр перед входом в теплообменник. Сетчатый фильтр предотвратит попадание крупных частиц (> 1 мм) в теплообменник.

Рекомендуемый размер сита для этой цели составляет 16-20 меш или размер ячеек от 0,5 до 1 мм. Если используется меньший размер ячеек, это, конечно, приведет к лучшей фильтрации воды, но система также потребует более частой очистки. Это также создает нежелательное падение давления.

Боковая фильтрация

Когда подпиточная вода для градирни содержит значительное количество взвешенных веществ, целесообразно использовать боковую фильтрацию. К бассейну градирни подключается фильтрующая установка (доступны несколько типов). Затем вода из бассейна перекачивается через фильтрующую установку и обратно. Как правило, пропускание нескольких процентов рециркулирующей воды через боковой фильтр снижает содержание взвешенных твердых частиц на 80-90%.

Соответствующий расход

Высокая скорость потока удерживает частицы во взвешенном состоянии и предотвращает их осаждение на теплопередающей поверхности.

Химическая очистка воды

Химическая обработка воды также может быть эффективным методом борьбы с взвешенными твердыми частицами. Как и в случае предотвращения образования накипи, полиакрилаты очень эффективно диспергируют загрязняющие вещества (взвешенные твердые частицы). В открытых рециркуляционных системах требуются концентрации в несколько миллиграммов на литр.

Биологические ростки

Загрязнение из-за биологического обрастания (также называемое биообрастанием) происходит, когда живое вещество растет на поверхности теплопередачи.Во многих случаях рециркуляционные системы охлаждения идеальны для поддержания жизни микроорганизмов.

Здесь рассматриваются три типа живых организмов: водоросли, грибы и бактерии.

  • Водоросли легко обнаружить по зеленому цвету. Для роста им нужен кислород и солнечный свет, поэтому они могут существовать в градирнях. Помимо снижения тепловых характеристик, водоросли также могут оказывать серьезное влияние на коррозию металлов, создавая условия, повышающие риск коррозии.
  • Грибы похожи на водоросли, но не требуют солнечного света. Им нужна влага и воздух, и они существуют на питательных веществах, содержащихся в воде или на материале, к которому они прикреплены, например, бактериях, водорослях или древесине.
  • Бактерии могут жить с кислородом или без него. Вода и другие влажные среды с содержанием органических веществ подходят для роста бактерий. Таким образом, теплообменники могут обеспечить отличную среду для этого типа микроорганизмов, что снизит передачу тепла. Бактерии также могут вызвать точечную коррозию.

Профилактика биологического роста

Биоциды - это наиболее практичный и эффективный метод контроля роста микроорганизмов в системах охлаждающей воды. Биоциды убивают или подавляют рост организмов. Хотя эти химические вещества подавляют биообрастание, они не удаляют материал, уже приставший к поверхностям. Это подчеркивает важность чистой системы с самого начала. Доступен ряд методов и химикатов.

Хлорирование

Хлор (Cl2) - отличный бактерицид и альгицид.Хлорирование может быть как непрерывным, так и шоковым. При постоянном добавлении хлора рекомендуются уровни от 0,1 до 0,2 мг / л (ppm). Для наилучшего биоцидного эффекта pH должен быть от 6,5 до 7,5. Более низкий pH ускоряет коррозию, а более высокий pH оказывает меньшее влияние на биоорганизмы.

В методе шокового хлорирования используется концентрация хлора примерно в 10 раз выше, но только на несколько коротких периодов каждый день. Преимущество этого метода - меньший расход хлора.

Поскольку хлор разлагается на ионы хлора (Cl-), существует риск точечной коррозии нержавеющей стали 316, используемой в ППТО. По этой причине очень важно отводить охлаждающую воду из градирни, чтобы избежать накопления ионов хлора и опасных концентраций хлоридов.

Из-за риска коррозии хлор всегда следует добавлять как можно дальше от теплообменника.

Обрастание из-за коррозии

В некоторых случаях загрязнение может быть вызвано коррозией.Дополнительный слой продуктов коррозии на поверхности теплопередачи снижает эффективность теплопередачи. Степень коррозии во многом зависит от качества воды.

Предотвращение коррозии

Основной риск загрязнения возникает из-за продуктов коррозии от других частей системы. Эти частицы уносятся водой и могут прилипать к теплообменной поверхности или застревать внутри теплообменника. Этот тип обрастания следует рассматривать как загрязнение твердыми частицами, и его следует предотвращать так же, как и загрязнение твердыми частицами.Сопротивление загрязнению
благодаря конструкции ППТО SWEP Теплообменники ППТО
SWEP обеспечивают хорошее сопротивление поверхностному загрязнению по нескольким причинам. Уникальная конструкция ППТО SWEP позволяет теплообменнику работать с чрезвычайно низкими скоростями при сохранении турбулентного потока. Когда жидкость проходит через канал, ее направление постоянно меняется, что нарушает пограничный слой и обеспечивает турбулентный поток даже при очень низких скоростях. ППТО SWEP на самом деле гораздо менее подвержен загрязнению, чем другие теплообменники.Это связано с его внутренней геометрией (которая обеспечивает равномерное распределение жидкости), более высокой турбулентностью, а также твердостью и гладкостью нержавеющей стали в пластинах каналов. При ламинарном потоке скорость жидкости вблизи поверхности пластины очень мала, а это означает, что взвешенным частицам позволяют осесть (см. , рис. 8.40, ).

  • Гладкая поверхность материала пластины канала оказывает положительное влияние на уменьшение загрязнения. Известно, что шероховатые поверхности способствуют обрастанию, поскольку они собирают твердые частицы, давая им возможность прилипать к поверхности.
  • Конструкция ППТО SWEP гарантирует отсутствие мертвых зон (где могут оседать загрязнения). В мертвой зоне жидкость застаивается, и взвешенный материал имеет возможность осесть и накапливаться.
  • Частицы удерживаются во взвешенном состоянии из-за очень высокой турбулентности даже при низких скоростях потока, вызванной гофрами на пластинах. Турбулентный поток и небольшой гидравлический диаметр, как в случае с ППТО SWEP, важны для предотвращения оседания взвешенных частиц.При ламинарном потоке частицы имеют гораздо более высокую тенденцию к осаждению.

Оптимизация факторов, влияющих на поверхности в различных условиях

Некоторые факторы, влияющие на поверхности теплообменника, обсуждаются ниже:

  • Используйте максимально возможное падение давления воды. Высокий перепад давления подразумевает более высокие напряжения сдвига, а большие напряжения сдвига всегда полезны, если есть масштаб. Напряжения сдвига действуют как средство для удаления накипи, постоянно воздействуя на прилипший материал сил, которые отталкивают материал в виде частиц от поверхности.Напряжения сдвига также помогают удерживать частицы во взвешенном состоянии (см. , рис. 8.41, ).
  • Для теплообменника с температурой выше 70 ° C на горячей стороне и / или с очень жесткой водой (и, следовательно, с опасностью образования накипи) падение давления должно быть максимально увеличено на стороне холодной воды и уменьшено на стороне горячая сторона. Это снижает температуру стенок на стороне охлаждающей воды и увеличивает напряжения сдвига, тем самым затрудняя прилипание составов для удаления накипи.
  • Рассмотрите возможность использования прямотока вместо противотока. Самая теплая часть горячей стороны, входное отверстие, тогда будет обращена к самой холодной части холодной стороны. Обычно это снижает максимальную температуру стенок на стороне охлаждающей воды, что автоматически ограничивает температуру воды на выходе.
  • Обычно холодная вода попадает в нижнее отверстие. Такое расположение следует использовать всякий раз, когда это возможно, потому что, если холодная вода входит через верхний порт, это может способствовать попаданию мусора в каналы.

<< назад | следующий >>

Промышленный теплообменник

: эксплуатация и техническое обслуживание для минимизации загрязнения и коррозии

1. Введение

Теплообменник играет важную роль в промышленном применении. Он применяется для нагрева и охлаждения крупных промышленных технологических жидкостей [1]. Теплообменник представляет собой динамическую конструкцию, которая может быть адаптирована к любому производственному процессу в зависимости от температуры, давления, типа жидкости, фазового потока, плотности, химического состава, вязкости и многих других термодинамических свойств [2, 3].В связи с глобальным энергетическим кризисом эффективная рекуперация или рассеивание тепла стала жизненно важной задачей для ученых и инженеров [4].

Теплообменники предназначены для оптимизации площади поверхности стенки между двумя жидкостями, чтобы максимизировать эффективность и минимизировать сопротивление потоку жидкости через теплообменники при ограничении стоимости материалов. Рабочие характеристики теплообменных поверхностей могут быть улучшены за счет добавления гофров или ребер в теплообменник, которые увеличивают площадь поверхности и могут направлять поток жидкости или вызывать турбулентность [5].Эффективность промышленных теплообменников можно отслеживать в режиме онлайн, отслеживая общий коэффициент теплопередачи на основе его температуры, которая имеет тенденцию к снижению со временем из-за загрязнения [6].

Возможное повреждение оборудования, вызванное образованием накипи, может быть очень дорогостоящим, если обработанная вода не обрабатывается правильно. Для очистки воды в промышленности обычно используются химические вещества. В США химикаты на сумму 7,3 миллиарда долларов в год выбрасываются в воздух, сбрасываются в реки и закапываются на свалки каждый год.Сорок процентов этих химикатов закупается промышленностью для борьбы с накипью в градирнях, котлах и другом теплопередающем оборудовании. Этот процент также составляет более 2 миллиардов долларов токсичных отходов, которые вносят свой вклад в триллион галлонов загрязненной воды, ежегодно сбрасываемой в землю, которая принадлежит всем нам.

Техническое обслуживание загрязненных трубчатых теплообменников может выполняться несколькими методами, такими как кислотная очистка, пескоструйная обработка, струя воды под высоким давлением, очистка пули или буровых штанг.В крупномасштабных системах водяного охлаждения для теплообменников обработка воды, такая как очистка, добавление химикатов, каталитический подход и т. Д., Используются для минимизации загрязнения теплообменного оборудования [7]. Другие процессы очистки воды также используются в паровых системах для электростанций для минимизации загрязнения и коррозии теплообменника и другого оборудования. Большинство химикатов и добавок, используемых для уменьшения обрастания и коррозии, опасны для окружающей среды [8]. Итак, настало время применять химические вещества, безопасные для окружающей среды [9, 10, 11].

2. О промышленном теплообменнике

Промышленный теплообменник - это теплообменное оборудование, в котором используется процесс обмена тепловой энергией между двумя или более средами, имеющими разную температуру. Промышленные теплообменники применяются в различных промышленных приложениях, таких как производство электростанций, нефтегазовая промышленность, химические перерабатывающие предприятия, транспорт, альтернативные виды топлива, криогенная промышленность, кондиционирование воздуха и охлаждение, рекуперация тепла и другие отрасли.Кроме того, теплообменники - это оборудование, всегда тесно связанное с нашей повседневной жизнью, например, испарители, воздухоподогреватели, автомобильные радиаторы, конденсаторы и маслоохладители. В большинстве теплообменников поверхность теплообмена разделяет жидкость, которая включает в себя широкий диапазон различных конфигураций потока для достижения желаемых характеристик в различных применениях. Теплообменники можно классифицировать по-разному. Как правило, промышленные теплообменники классифицируются в соответствии с конструкцией, процессами переноса, степенью компактности поверхности, схемами потока, схемами прохода, фазой технологических жидкостей и механизмами теплопередачи, как показано на Рисунке 1.

Рисунок 1.

Классификация промышленных теплообменников [12].

3. Основные концепции конструкции теплообменника

Концепции конструкции теплообменника должны соответствовать нормальным технологическим требованиям, указанным в условиях эксплуатации для сочетания некорродированных и корродированных условий, а также чистых и загрязненных условий. Одним из критических критериев конструкции теплообменника является то, что теплообменник должен быть спроектирован таким образом, чтобы его было легко обслуживать, что обычно подразумевает очистку или замену деталей, трубок, фитингов и т. Д.повреждены старением, вибрацией, коррозией или эрозией в течение всего периода эксплуатации.

Следовательно, конструкция теплообменника должна быть как можно более простой, особенно если ожидается сильное загрязнение. За счет минимизации температуры в сочетании с выбором скорости жидкости и снижением концентрации предшественников загрязняющих веществ снижается вероятность потенциального загрязнения. Кроме того, должна быть разрешена самая высокая скорость потока в условиях падения давления и эрозии потока. Кроме того, выбор материала в рамках ограниченных затрат замедляет накопление отложений и позволяет сократить время пребывания.Он также должен быть совместимым с точки зрения pH, коррозии и не только с теплообменником, но также с точки зрения теплового оборудования и линий передачи теплообменника.

4. Обрастание

Обрастание всегда определяется как образование и накопление отложений нежелательных материалов на поверхностях технологического оборудования. Эти обычно материалы с очень низкой теплопроводностью образуют изоляцию на поверхности, которая может значительно ухудшить характеристики поверхности по передаче тепла при разнице температур, для которой она была разработана [13].Вдобавок к этому засорение увеличивает сопротивление потоку жидкости, что приводит к более высокому перепаду давления в теплообменнике. На поверхностях теплопередачи могут возникать многие типы загрязнений, например, кристаллизационное загрязнение, загрязнение твердыми частицами, коррозионное загрязнение, загрязнение химическими реакциями, биологическое загрязнение и загрязнение отверждением [14]. Обрастание может иметь очень дорогостоящий эффект в промышленности, что в конечном итоге увеличивает расход топлива, прерывает работу, производственные потери и увеличивает затраты на техническое обслуживание [15].

Обрастание состоит из пяти стадий, которые можно кратко описать как инициирование обрастания, перенос на поверхность, прикрепление к поверхности, удаление с поверхности и старение на поверхности [16]. Есть несколько параметров, влияющих на факторы загрязнения, такие как pH [9], скорость [17], объемная температура жидкости [18], температура поверхности теплопередачи, структура поверхности [19] и шероховатость [20, 21].

Общий процесс загрязнения обычно считается чистым результатом двух одновременных подпроцессов: процесса осаждения и процесса удаления, как показано на рисунке 2.Как показано на Рисунке 3, рост этих отложений приводит к ухудшению теплопередачи теплообменника со временем. Эта проблема влияет на энергопотребление промышленных процессов и в конечном итоге вызывает промышленный сбой из-за отказа теплообменника, как показано на рисунке 4.

Рисунок 2.

Общий процесс загрязнения [22].

Рисунок 3.

Устойчивость к обрастанию в зависимости от времени [22].

Рис. 4.

Сильное образование отложений на трубопроводах теплообменника [24, 23].

5. Коррозия

Свойства окружающей среды, такие как почва, атмосфера, вода или водные растворы, обычно разрушают обычные металлы и сплавы. Разрушение этих металлов известно как коррозия. Приятно то, что коррозия происходит из-за электрохимического механизма. Преждевременные отказы в различном оборудовании вызываются коррозией в большинстве промышленных процессов и инженерных операций, что приводит к нежелательным проблемам. Сюда входят дорогостоящие поломки, внеплановый останов и увеличение затрат на техническое обслуживание.

Этот простой усугубляется в таких областях, как химическая промышленность, нефтепереработка, морские и наземные электростанции, производство бумаги, кондиционирование воздуха, холодильники, производство продуктов питания и спиртных напитков. Таким образом, общая информация и механизм коррозии вызовут большой интерес у общественности и промышленности [24]. На процесс коррозии влияют различные параметры, как показано на рисунке 5. Следовательно, эти критерии следует учитывать при проектировании теплообменников.

Рисунок 5.

Фактор, влияющий на коррозию [25].

6. Затраты из-за обрастания

Помимо высокой стоимости загрязнения теплообменника, было сообщено об очень небольшом количестве работ по точному определению причин экономических штрафов из-за загрязнения. Таким образом, они объясняют стоимость разницей в конструкции и эксплуатации теплообменника. Тем не менее, надежное знание экономики обрастания желательно для оценки экономической эффективности различных стратегий смягчения [26, 27]. Общие затраты, связанные с обрастанием, включают следующее:

  1. Капитальные затраты

    Избыточная площадь поверхности, необходимая для преодоления условий сильного обрастания, затраты на более прочный фундамент, обеспечение дополнительных площадей и увеличение затрат на транспортировку и установку.

  2. Затраты на энергию

    Затраты на дополнительное топливо, необходимое, если загрязнение приводит к дополнительному сжиганию топлива в теплообменном оборудовании, чтобы преодолеть эффект загрязнения.

  3. Затраты на техническое обслуживание

    Затраты на удаление отложений обрастания, затраты на химикаты или другие эксплуатационные расходы на противообрастающие устройства.

  4. Себестоимость производственных потерь

    Плановые или незапланированные остановки завода из-за загрязнения теплообменников могут привести к большим производственным потерям.Эти потери часто считаются основной причиной засорения, и их очень трудно оценить.

  5. Дополнительные затраты на управление окружающей средой

    Затраты на утилизацию большого количества химикатов / добавок, используемых для уменьшения загрязнения.

В разных странах сообщается об огромных затратах на загрязнение. Steinhagen et al. сообщил о затратах на обрастание в виде ВНП для некоторых стран, как представлено в таблице 1.

.15
Страна Затраты на обрастание
млн ​​долларов США
ВНП (1984)
млрд долларов США
Затраты на обрастание
% ВНП
США 3860–7000
8000–10 000
3634 0.12–0,22
0,28–0,35
Япония 3062 1225 0,25
Западная Германия 1533 613 9070 –930 285 0,20–0,33
Австралия 260 173 0,15
Новая Зеландия 35
Весь индустриальный мир 26,850 13 429 0,20

Таблица 1.

Расчетные затраты на загрязнение, понесенные в некоторых странах (оценка 1992 г.) [28].

7. Текущие усилия по решению проблем отложений отложений и коррозии

Было проделано много работ для уменьшения образования отложений и борьбы с коррозией. В последние годы было разработано множество методов борьбы с загрязнением и коррозией [29].Эти методы можно классифицировать как химические средства (ингибиторы), механические средства, изменение фаз раствора, электромагнитные поля, электростатические поля, акустические поля, ультрафиолетовое излучение, радиационная или каталитическая обработка, обработка поверхности, зеленые добавки, волокно в виде суспензии, В прошлом хромат был успешным химическим средством для защиты от коррозии и контроля роста кристаллов, пока он не был запрещен. Введен полифосфатный ингибитор коррозии вместо добавок на основе хроматов.Этот ингибитор имеет тенденцию разлагать загрязнитель в воде с высокой кальциевой жесткостью. Knudsen et al. исследовали загрязнение воды с высоким содержанием кальция, содержащей ингибитор фосфатной коррозии. Четыре различных сополимера были использованы для ингибирования осаждения фосфата кальция, который включает акриловую кислоту / малеиновый ангидрид (AA / MA), акриловую кислоту / гидроксипропилакрилат (AA / HPA), акриловую кислоту / сульфоновую кислоту (AA / SA) и сульфированный стирол / малеиновый ангидрид (SS / MA). Исследования проводились путем варьирования pH, температуры поверхности и скорости.В сообщенном исследовании говорится, что как AA / HPA, так и (AA / SA) очень эффективны в ингибировании осаждения фосфата кальция и коррозии.

С другой стороны, каталитический материал, состоящий из цинка и турмалина, был исследован на предмет уменьшения загрязнения и коррозии. Tijing et al. сообщили, что материал катализатора потенциально снижает образование отложений карбоната кальция [30]. Teng et al. сообщили об аналогичном открытии каталитического материала по уменьшению воздействия сульфата кальция [31]. Более того, Tijing et al.дальнейшее расширение исследований за счет использования того же материала катализатора для уменьшения коррозии труб из углеродистой стали [31].

В прошлом большинство используемых методов, химикатов / добавок для предотвращения образования отложений и коррозии были опасны для окружающей среды. Итак, настало время применять методы экологически чистых технологий и химические подходы, безвредные для окружающей среды [9, 10, 11].

8. Снижение загрязнения с помощью зеленой технологии (каталитическое смягчение и зеленая добавка)

Физическая очистка воды (PWT) является хорошей альтернативой безопасному и эффективному методу смягчения нехимического загрязнения.Примеры PWT включают постоянные магниты [32], устройства с соленоидными катушками [33], зеленую добавку [34], а также каталитические материалы и сплавы [35].

Чтобы уменьшить образование накипи на поверхностях теплопередачи, часто используются химические добавки, но химические вещества дороги и представляют опасность для окружающей среды и здоровья. Снижение образования накипи от дегидратов сульфата кальция на поверхностях теплообменников с помощью волокон из натуральной древесной массы было проведено Кази [36] и другими в Университете Малайи. Экспериментальная работа была спроектирована и проведена для изучения использования волокна из натуральной древесной массы в качестве средства уменьшения загрязнения, как показано в Таблице 2 и на Рисунке 6.

Таблица 2.

Экспериментальная установка для снижения загрязнения путем включения зеленых добавок [36, 37].

Рисунок 6.

Принципиальная схема экспериментального контура потока [37, 36].

На рисунке 7 показана зависимость устойчивости к обрастанию от времени для раствора сульфата кальция с различной концентрацией волокон 0,25% (1), 0,15% (2), 0,05% (3) и 0,02% кривой (4) в минеральном растворе. . Результаты показывают, что волокна в растворе замедляют засорение нагретых поверхностей, и это замедление пропорционально концентрации волокна в растворе.Индукционный период также увеличился.

Рис. 7.

Устойчивость к обрастанию как функция времени для волокна эвкалипта в перенасыщенном растворе сульфата кальция [38, 37].

9. Очистка теплообменника

Чтобы сохранить или восстановить эффективность теплообменника, часто бывает необходимо очистить теплообменники. Методы очистки можно разделить на две группы: онлайн-очистка и автономная очистка [38]. В некоторых приложениях очистка может выполняться в интерактивном режиме, чтобы поддерживать приемлемую производительность без прерывания работы.В остальных случаях необходимо использовать автономную очистку.

9.1. Оперативная очистка

Оперативная очистка обычно использует механический метод, предназначенный только для стороны трубы и не требующий разборки. Преимущества онлайн-очистки - это непрерывная работа теплообменника с надеждой на то, что не произойдет простоев, вызванных очисткой. Однако это приводит к дополнительным затратам на установку нового теплообменника или к большим затратам на модернизацию, и нет гарантии, что все трубы будут достаточно очищены.

  1. Циркуляция шариков из губчатой ​​резины [39]

    Этот метод позволяет предотвратить накопление твердых частиц, образование биопленки и осаждение продуктов коррозии и накипи. Это применимо только для потока внутри трубок.

  2. Две фазы обработки сульфатом железа

    Первая фаза включает первоначальное нанесение защитной пленки. Вторая фаза включает в себя уход за пленкой, которая в противном случае была бы разрушена сдвигающим эффектом потока.

  3. Хлорирование, используемое для борьбы с биообрастанием [40]

  4. Ингибиторы образования накипи [10, 41, 42]

  5. Магнитные устройства [10, 43, 44]

  6. Звуковая технология [45]

    Излучатели звука высокой и низкой частоты (рожки) используются для устранения проблем загрязнения теплообменников. Использование звука гораздо менее эффективно в липких и вязких отложениях, которые обычно связаны с зашлаковыванием.

  7. Химическая очистка в режиме онлайн [46]

    Введение химических растворов в технологические потоки для целей очистки.

  8. Использование излучения [47]

    Радиационная стерилизация воды с микробами, использование ультрафиолетового света и гамма-лучей рассматривались давно.

9.2. Автономная очистка

Альтернативой онлайн-очистке является остановка работы и очистка теплообменника. Автономную очистку можно разделить на автономную химическую очистку или механическую очистку. Метод очистки предпочтителен без необходимости демонтажа теплообменников, но обычно необходим доступ к внутренним поверхностям.Было бы разумно рассмотреть возможность установки «резервного» теплообменника, тем самым предоставляя возможность очистить загрязненный теплообменник, одновременно поддерживая производство.

9.2.1. Автономная механическая очистка
  1. Сверление труб и установка штанг [28]

    К вращающемуся валу могут применяться устройства, включая сверла, режущие и полировальные инструменты и щетки, которые могут быть изготовлены из различных материалов, например, стали или нейлона, в зависимости от латуни. от материала трубки и характера отложений.

  2. Очистка взрывчатыми веществами

    Используется для контролируемых взрывов, при которых энергия для удаления отложений передается ударной волной в воздухе, прилегающей к очищаемой поверхности, или общей вибрацией труб, вызывающей взрыв. Это относительно новая инновация в очистке котельных. Можно начинать процесс очистки, пока конструкция еще горячая.

  3. Термический удар [48]

    Особенно быстрые изменения температуры вызывают растрескивание слоя загрязнения с возможностью отслаивания.Эта техника похожа на пропитку паром. Промывка водой уносит вытесненный материал, и ее повторяют до получения чистых поверхностей.

9.2.2. Автономная химическая очистка
  1. Ингибитор фтористоводородной, соляной, лимонной, серной кислоты или EDTA (химическое чистящее средство) для очистки от оксидов железа, отложений кальция / магния (загрязнение) и т.д. [49].

    Ингибитор фтористоводородная кислота на сегодняшний день является наиболее эффективным средством, но ее нельзя использовать, если отложения содержат более 1% (мас. / Об.) Кальция.

  2. Хлорированные или ароматические растворители с последующей промывкой подходят для удаления тяжелых органических отложений, например смол и полимеров (загрязняющих веществ) [50].

  3. Щелочные растворы перманганата калия [51] или паровоздушного коксоудаления [52] подходят для очистки от отложений углерода (загрязняющих веществ).

10. Заключение

Загрязнение и коррозия являются основными нерешенными проблемами в эксплуатации теплообменников. Хотя проблемы отложений обрастания и их влияние на экономику вызывают серьезную озабоченность, соответствующие органы по-прежнему не осведомлены об этом.Кроме того, последствия коррозии многочисленны и разнообразны, и их влияние на эффективную, надежную и безопасную работу оборудования или конструкций часто бывает более серьезным, чем простая потеря массы металла. Таким образом, настоящий документ будет способствовать продвижению заинтересованных организаций в разных странах, серьезности этой проблемы и применению возможных подходов к смягчению последствий.

Для промышленности правильный метод очистки и контроль играют важную роль в снижении производственных затрат.Себестоимость продукции значительно возрастает из-за использования химикатов, работ по техобслуживанию, простоев и потерь воды. Следовательно, соответствующие органы должны понимать важность борьбы с коррозией, очистки загрязнения и обеспечивать соблюдение определенного стандарта процедуры очистки в промышленности.

Благодарности

Авторы выражают благодарность за грант на высокоэффективные исследования UM.C / 625/1 / HIR / MOHE / ENG / 45, UMRG RP012A-13AET, Университетский фонд исследований для аспирантов (PPP) (e.г. PG109-2015A), Ливерпульский университет Джона Мура, Соединенное Королевство и Университет Малайзии, Малайзия за поддержку в проведении этой исследовательской работы.

Загрязнение теплообменника - EnggCyclopedia

Загрязнение теплообменника - часто встречающаяся проблема в различных типах теплообменников. Это приводит к изменению поверхности теплопередачи и снижению общей скорости теплопередачи через эту поверхность.

Во время обрастания на поверхности стенки теплообменника образуется еще один слой твердого материала.Это может произойти по разным причинам. Но в результате коэффициент теплопередачи на поверхности резко снижается, поскольку теплопроводный металл стенки больше не контактирует с жидкостями. Вместо этого стенка отделена от жидкости слоем «загрязнения». Загрязняющий материал препятствует эффективной передаче тепла и снижает эффективность теплообменника.

Давайте сначала посмотрим, почему происходит загрязнение теплообменника. Есть несколько разных причин. Они восполняют различные виды загрязнения.

Коррозионное обрастание

Коррозионное загрязнение происходит, когда жидкость разъедает поверхность стенки теплообменника, образуя слой коррозии. Этот корродированный металл препятствует эффективной передаче тепла.

Твердые загрязнения

Засорение твердыми частицами происходит, когда в определенных областях пути прохождения жидкости наблюдается низкая скорость жидкости. Из-за низкой скорости жидкости взвешенные твердые частицы в жидкости могут оседать на стенке теплообменника. Со временем на стене образуется слой из таких твердых частиц, что снижает теплопередачу через нее.

Осадки обрастания

Засорение осадками также происходит из-за отложений материала, который изначально находился в потоке жидкости. В этом отношении это похоже на загрязнение твердыми частицами.

Но в случае загрязнения осадками растворенное вещество в жидкости начинает выпадать в осадок из-за изменения температуры жидкости. Наибольшее изменение температуры наблюдается у стенки теплообменника. Следовательно, некоторые растворенные твердые частицы могут выпадать в осадок из жидкости и оседать на стенке теплообменника, что приводит к загрязнению.

Загрязнение химической реакции

Иногда жидкость может вступать в реакцию на поверхности стенки теплообменника. В результате этой реакции образуется твердое вещество, которое прилипает к стенке теплообменника и приводит к загрязнению - например, к полимеризации.

Обратите внимание, что это отличается от «коррозионного загрязнения», когда корродирует сама стена. В случае загрязнения химической реакцией, стена химически не изменяется. Но жидкость вступает в реакцию, образуя загрязняющий материал.

Этот вид загрязнения также происходит из-за изменения температуры жидкости. Резкое изменение температуры на стенке теплообменника вызывает реакцию жидкостей.

Биологическое обрастание

Организмы, присутствующие в потоке жидкости, могут притягиваться к теплой поверхности стенки теплообменника. Здесь они могут увеличиваться в размерах и воспроизводиться, образуя слой биологического материала. Это известно как «биообрастание».

Замерзающее обрастание

Иногда температура жидкости у стенок теплообменника может упасть настолько низко, что часть жидкости замерзнет.Это замороженное твердое вещество остается на стенке теплообменника. Но он не такой проводящий, как стенка теплообменника, и ограничивает теплопередачу через стену, что приводит к замерзанию загрязнений.

Это похоже на обрастание атмосферными осадками. Но вместо того, чтобы выпадать в осадок твердые частицы, при таком загрязнении затвердевает сама жидкость.

Предотвращение загрязнения теплообменника

Мы можем предпринять определенные меры, чтобы предотвратить засорение теплообменника. Эти меры напрямую связаны с тем, какое загрязнение происходит в теплообменнике.Следовательно, важно сначала определить причину загрязнения, а затем принять одну из следующих мер в зависимости от типа загрязнения.

  • В случае коррозионного обрастания можно использовать более стойкий к коррозии материал. Рекомендуется провести анализ стоимости материалов, устойчивых к коррозии, в сравнении со стоимостью обслуживания / замены материала теплообменника. AK
  • Засорение осадками происходит из-за низкой скорости жидкости в определенных областях теплообменника.Следовательно, его можно минимизировать, поддерживая более высокую скорость жидкости. В случае воды рекомендуется поддерживать скорость жидкости на уровне около 1 м / с. Иногда более высокие скорости приводят к большему перепаду давления в теплообменнике.
  • В кожухотрубных теплообменниках жидкость со стороны кожуха протекает через пучок труб. Невозможно поддерживать равномерно высокую скорость со стороны оболочки. Со стороны оболочки всегда будут области с низкой скоростью.Следовательно, если существует вероятность загрязнения осадками со стороны кожуха, рекомендуется обеспечить на 25-30% больше площади поверхности, чтобы компенсировать возможное засорение на стороне кожуха.
  • Мы можем удержать Bio fouling в теплообменнике, используя материал из медного сплава или используя химическую обработку жидкости для минимизации биологического роста в жидкости.
  • Замерзшее обрастание, осадочное обрастание и реакционное обрастание в основном возникают из-за изменения температуры жидкости.Если разница температур между стенкой теплообменника и текучей средой велика, то текучая среда вблизи стенки, скорее всего, вызовет засорение из-за резкого изменения температуры. Мы можем минимизировать это, уменьшив разницу температур между стенкой теплообменника и жидкостью . Но если разница температур ниже, необходимо предусмотреть дополнительную площадь поверхности для поддержания той же скорости теплопередачи. Это можно сделать за счет удлиненной поверхности у стены - например, ребристых труб.

Очистка отложений теплообменника

Мы можем использовать следующие методы для очистки поверхности теплообменника от отложений и накипи.

  • Отложения, которые слабо прикреплены к стенке теплообменника, могут быть смыты, если теплообменник работает с более высокой скоростью жидкости. Или мы также можем промыть теплообменник потоком воды или пара.
  • Другие загрязнения можно очистить химическим путем с использованием подходящих растворителей или слабых кислотных растворов.
  • Но часто бывает недостаточно химической очистки или промывки.Мы можем очистить поверхность теплообменника механически, используя такие методы, как стержневой, турбинный, скребковый и т. Д.
  • В случае кожухотрубного теплообменника механически очистить внутреннюю часть трубок намного проще, чем кожух. Следовательно, обычно грязная или загрязняющая жидкость остается на стороне трубы. Мы можем очистить трубы изнутри, не вынимая трубный пучок. Но для очистки кожуха необходимо снять пучок труб. Даже в этом случае трудно очистить внешнюю поверхность трубок из-за их расположения в пучках.

Как очистить теплообменник от грязи?

химическая очистка

Химическая очистка - это химическая реакция с химической чистящей жидкостью, в результате чего накипь и другие отложения на поверхности теплопередающей трубки теплообменника растворяются, отслаиваются или отслаиваются.

Химическая очистка не требует демонтажа теплообменника, упрощает процесс очистки, а также снижает степень очистки.Его недостаток заключается в том, что выбор химической чистящей жидкости в то время, когда очищающая матрица коррозии, приводит к потерям.

Химическое чистящее средство

• чистящие средства (включая воду и органические растворители) с использованием растворенных моющих средств;

• поверхностно-активные чистящие средства (такие как катионы, анионы, неионные и цвиттерионные поверхностно-активные вещества) с удалением поверхностно-активных веществ;

Химические чистящие средства (например, кислоты, основания, соли, окислители и т. Д.), Которые используют химические реакции для удаления грязи.

Общие методы химической очистки

Циклический метод: используйте насос для очистки циркуляции жидкости, очистки.

Метод погружения: чистящая жидкость заполняет оборудование и откладывается на определенное время.

• метод нагнетания: чистящая жидкость заполняется оборудованием, через равные промежутки времени очищающей жидкостью снизу части разгрузки, а затем выгружается жидкость обратно в оборудование, чтобы достичь цели смешивания и очистки.

Теплообменник, метод химического цикла, процесс очистки

1. Изоляция оборудования и слив воды из теплообменника.

2. Используйте воду под высоким давлением для очистки труб от загрязнений и закрытия системы.

3. Шаровой кран устанавливается между запорным клапаном и теплообменником и соединяется с нагнетательным насосом и катетером. Чистящее средство перекачивается из нижней части теплообменника и вытекает из верхней части.

4 、 введите необходимое чистящее средство, повторный цикл очистки.

5. В любой момент выпустите газ и залейте нужную воду.

6, используя тестовую бумагу PH для определения эффективности чистящего средства.

7. Переработайте чистящий раствор и несколько раз промойте его водой до нейтрального значения pH.

Физическая очистка

Физическая очистка - это использование различных механических внешних сил и энергии для дробления, отделения и удаления грязи с поверхности объекта, чтобы достичь эффекта очистки.

Физические методы очистки объединяет одно: они эффективны, не вызывают коррозии, безопасны и экологичны. Его недостаток в том, что при очистке сложной конструкции внутреннего оборудования иногда сила не может дотянуться даже до всех частей, и возникает «мертвый угол» ».

Общие методы включают ультразвуковое удаление накипи, очистку скребков, удаление накипи в электрическом поле и т. Д.

Очистка струей воды под высоким давлением

Вода под высоким давлением, производимая плунжерным насосом, распыляется в слой загрязнения через специальную форсунку, удаление накипи происходит тщательно и эффективность высока, но контейнер в полезной модели большой и потребляет больше воды.

Ультразвуковое удаление накипи

Использует жидкость для ультразвуковой обработки поля, загрязняющий материал в ультразвуковом поле в текучую среду, его физические и химические свойства серии изменений, дисперсия, дробление, рыхлость, рыхлость и не прикрепленная к стенке трубы для образования загрязнения. Противообрастающий механизм ультразвука в основном включает A. эффект кавитации, B. эффект активации, C. эффект сдвига и D. эффект ингибирования.

Удаление накипи в передвижной машине для удаления накипи в трубопроводе

Полезная модель имеет преимущества высокой эффективности и хорошего качества и подходит для нефте- и газопроводов, а также для трубопроводов химической жидкости и воды.

В соответствии с режимом привода типичная мобильная установка для удаления накипи с конвейером делится на: A. Передвижную установку для удаления накипи с приводом от двигателя; B. Мобильная машина для удаления окалины с гидравлическим приводом; C. Мобильная машина для удаления накипи с приводом от сжатого воздуха.

Три

Биологическая очистка

Микробиологическая очистка - это метод использования микроорганизмов для разложения масла, загрязненного поверхностью оборудования, с целью превращения его в нетоксичные безвредные водорастворимые вещества.Этот вид очистки полностью разлагает загрязняющие вещества (например, масла) и органические вещества и в реальном смысле является своего рода экологически чистой технологией очистки.

Вопросы, требующие внимания при очистке

Химическая очистка, раствор для поддержания определенной скорости потока, обычно 0,8 ~ 1,2 м / с, с целью увеличения степени турбулентности в растворе.

Для разных загрязнений следует использовать разные химические чистящие жидкости. Помимо обычно используемого разбавленного раствора карбоната натрия, для накипи можно использовать 5% раствор азотной кислоты.В процессе производства кальцинированной соды можно использовать 5% раствор соляной кислоты. Но никакого химического моющего средства, которое разъедает пластину.

Лист из нержавеющей стали нельзя очищать соляной кислотой ни при каких обстоятельствах.

При использовании чистящей жидкости содержание хлора в воде не должно превышать 300 ppm.

Механическая (физическая) чистка, щетка из нержавеющей стали не допускается использовать щетку из нержавеющей стали, чтобы не ускорить коррозию пластины, в то же время не может сделать поверхность пластины царапиной, деформацией и так далее.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *