Противонакипная и антикоррозионная обработка воды – эффективная защита поверхностей нагрева

Размещено на http://www.allbest.ru/

Противонакипная и антикоррозионная обработка воды - эффективная защита поверхностей нагрева

Л.Г. Потапов, индивидуальный предприниматель

Е.П. Телишевский, МО г. Балашиха

Введение

Даже тончайший слой накипи - твёрдых отложений, образующихся на внутренних стенках поверхностей нагрева, создаёт большое термическое сопротивление и может привести к такому перегреву труб, что в них образуются отдулины, трещины и свищи.

Высокоэффективная запатентованная технология, лежащая в основе работы противонакипного устройства, базируется на передовой физико-химической разработке. В её основе лежит воздействие электромагнитных высокоэнергетичных импульсов наносекундной длительности на среду и через неё на отложения в трубе, которые сдерживают рост отложений на стенках трубы. Они в виде взвешенных микрокристаллов выносятся потоком из системы. Тот же процесс постепенно удаляет и старые отложения, поэтому может быть использовано для защиты от накипи, удаления старой накипи и подавления коррозии на внутренних поверхностях трубопроводов, теплообменных аппаратах, котлах, градирнях, выпарных устройствах, парогенераторах, увлажнителях, очистных сооружениях, оборудовании нефтяной и газовой промышленности, защиты систем охлаждения воды и масла в дизельных двигателях, обработка воды в системах кондиционирования, холодного и горячего водоснабжения, очистки воздуховодов и отходящих дымовых газов.

1. Технические характеристики

Противонакипное и антикоррозионное электронное импульсное устройство ВК-7 ЭИ-100 представляет собой генератор высоковольтных малоэнергетичных импульсов наносекундной длительности и состоит из сетевого блока питания от сети переменного тока в виде трансформатора, понижающего сетевое напряжение до необходимого, размером 45х70х85 мм массой 500 г и электронного блока 30х65х85мм массой 250 г.

Конструктивно, устройство, состоит из двух блоков: генератора высоковольтных малоэнергетичных импульсов наносекундной длительности и блока питания, и стационарно устанавливается на трубопроводах от 15 до 100 мм (рис. 1).

Рис. 1. Противонакипное и антикоррозионное электронное импульсное устройство

Устройство не содержит изнашивающихся деталей, не требует расходных материалов и специального обслуживания и эффективно работает на поверхностях, выполненных из различных материалов (сталь, пластик, медь, металлопластик, стекло).

Систему отличает простота монтажа и минимальные эксплуатационные расходы.

2. Механизм подавления коррозии

Устройство ВК-7 ЭИ-100 не придаёт воде какие-то особые свойства, не омагничивает её и не заряжает. Одной из основ составляющей технологии импульсного устройства является воздействие высокоэнергетичными высоковольтными однополярными или двуполярными наносекундными импульсами на металлическую трубу. Устройство генерирует импульсы с наносекундным фронтом длительности и амплитудой до 7 кВ. При этом пиковое значение тока достигает 100-150 А, но среда вносит изменения в эти параметры. Частота повторения импульсов имеет два режима: однополярный и двуполярный. Генератор наводит в трубопроводе с растворёнными в воде солями радиальное импульсное электромагнитное поле (поперёк сечения трубы), которое оттягивает свободные электроны с внутренней поверхности металла трубы к ее внешней поверхности. В результате работы импульсного устройства происходит потеря химической реакционной способности металлов под воздействием создаваемого им поля: тонкий поверхностный слой обедняется электронами и приобретает слабый положительный заряд, в результате чего металлы становятся в высокой степени инертными и ведут себя как благородные металлы, такие как платина или золото. Металл остаётся в пассивной зоне, в результате чего поверхность становится пассивной к образованию коррозии, пока протекающая реакция окисления не преодолеют защитную силу электромагнитного поля, которое создаёт условия отталкивания ионов кальция, магния от стенок трубы, железа в виде соединений, при этом химический состав остаётся неизменным. Поскольку растворённые в воде ионы кальция, магния и железа тоже имеют положительный заряд, то они не только не могут приблизится к стенкам трубы, но и вынуждены собираться во временные сгустки ближе к оси трубы. Когда в системе возникают условия для кристаллизации (изменение давления, температуры и т.д.), то кристаллизация происходит не на стенках труб, не на поверхностях нагрева, как обычно, а в массе воды, на этих сгустках. Накипь при этом образуется в виде взвешенных устойчивых микрокристаллов размеров от 5 до 50 микрон. Эти микрокристаллы уже не прилипают и не осаждаются на поверхностях и при необходимости могу быть отфильтрованы (на рынке представлены такие фильтры). В паровых котлах микрокристаллы удаляются во время продувок. В качестве затравки для микрокристаллов используются ионы существующих отложений.

Постепенно, за несколько месяцев старые отложения удаляются. Удаление отложений происходит плавно, микропорциями, в течение 2-5 месяцев, без опасения заблокировать даже самые тонкие (1-2 мм и менее) каналы оборудования. В процессе испытаний замечено также, что устройство немного смягчает воду: рН воды повышается на одну единицу.

Параметры электромагнитного импульса в воздушной среде:

- напряжение на фронте 6-7 тыс. В;

- амплитуда тока 100 - 150 А;

- длительность импульса не более 10 нс;

- частота повторения в однополярном режиме - 50 имп/с, в двуполярном режиме 100 имп/с;

- энергия в импульсе - до 1 мДж.

Потребляемая мощность устройства составляет не более12 Вт.

Срок службы устройства ВК-7 ЭИ-100 составляет до 10 лет, причем эффективность его работы не снижается со временем.

3. Рекомендации по установке и эксплуатации

Сигнал генератора распространяется в обе стороны по трубе от установленного устройства, поэтому для его корректной работы необходимо правильно выбрать место для установки.

Поскольку воздействие излучаемых электромагнитных импульсов уменьшается с увеличением расстояния от источника излучения, рекомендуется размещать устройство в технических помещениях: подвалах, ЦТП, котельных и т.д. Уровень излучения значительно ниже ПДК и не оказывает негативного влияния на человека. Нельзя устанавливать прибор внутри байпаса или замкнутого контура (который, например, может быть образован трубой и опорами). Если по какой-то причине всё же это произошло, устройство не будет работать. Противопоказана установка перед накопительным баком холодной воды, насосом или механическим фильтром. Сигнал затухает (потеряет свою силу) устройство не даёт вам нужного эффекта.

Излучатель устанавливается поверх трубы посредством приварной муфты или стального хомута, смонтированного на трубе, через который подсоединяют проводник излучателя перед местом, где происходит нагрев воды, например, перед бойлером, котлом или на вводе в систему.

Если температура трубопровода до +55 ^оС, то можно устанавливать устройство (излучатель) непосредственно на трубу через приварную муфту (рис. 2).

Рис. 2. Установка излучателя посредством приварной муфты

Если температура трубопровода от +55 до 150 ^оС, то устанавливать устройство необходимо на некотором расстоянии от трубы, проложив между корпусом и блоком излучения теплоизоляционный материал. Главное, чтобы устройство было плотно зафиксировано.

Если температура трубопровода составляет +25 ^оС, то устанавливать устройство необходимо непосредственно на трубу, проложив между корпусом излучателя и трубой теплоизоляцию и гидроизоляцию, (в целях исключения выпадения конденсата) сделав стяжку двумя пластиковыми хомутами (рис. 3).

Рис. 3. Установка излучателя на поверхность с повышенной температурой

В основном противонакипное и антикоррозионное устройство устанавливается на вновь вводимых в эксплуатацию теплоэнергетических системах для предотвращения коррозии систем и образования накипи, но могут устанавливаться и на трубы с глубокими отложениями. Удаляемые накипь и отложения впоследствии уносятся потоком воды, поэтому, при установке, особенно на замкнутой системе, на систему следует устанавливать фильтр.

Хотя устройство защищает трубу и в отсутствии движения воды, но иногда попадаются такие виды застарелых отложений, что каналы движения среды уже перекрыты полностью и убрать отложения возможно только химическими или даже механическими методами. Конечно, электромагнитным импульсом невозможно очистить трубу, которая настолько засорена, но после проведенной химической или механической очистки импульсное устройство будет поддерживать трубу чистой. Под термином «чистой» понимается не зеркальный блеск, поскольку небольшой остаточный налёт допускается, но на теплопередающие и гидравлические свойства поверхности трубы большого влияния он не оказывает. Не исключена такая ситуация, что в трубе под отложениями окажется участок, частично «съеденный» коррозией. Причём, перед установкой прибора труба на будет протекать из-за того, что, во-первых, накипь и отложения имеют определённую прочность, а во-вторых, из-за отложений имеет место нарушение гидравлического режима и снижения напора. После установки прибора накипь и отложения начнут постепенно исчезать, напор увеличится, что может привести к прорыву трубы в этом ослабленном месте. Поэтому, в случаях установки импульсного устройства на заведомо изношенный участок, требуется статическая и динамическая опрессовка трубы или системы.

4. Эффективность работы противонакипного и антикоррозионного устройства

Применив устройство по защите трубопроводов и оборудования можно убедиться, что после его монтажа уже через 20-60 дней его использования в системах теплоснабжения или холодного водоснабжения (даже при слабой циркуляции) масса отложений снизится в несколько раз. Это показали результаты лабораторных опытов, приведенные ниже.

Опыт 1 от 13.10.2012 г.

В экспериментальную установку залита исходная вода (восточного водоканала), подогретая до температуры + 50 С.

Замер исходной воды: Pн=8,3 ед.

Солесодержание = 169 ед.

Через 13 ч. работы установки произведен замер обработанной воды:

Рн=8,8 ед.

Солесодержание = 141 ед.

Вывод: в обработанной воде щелочность повысилась на 0,5 ед. и уменьшилось солесодержание на 28 ед.

Опыт 2 от 02.02.2013 г.

В экспериментальную установку залита исходная вода (восточного водоканала), подогретая до температуры +35 °С.

Замер исходной воды: Рн=6,1 ед.

Солесодержание = 165 ед.

Через 10 ч. работы установки произведен замер обработанной воды:

Рн=7,0 ед.

Солесодержание = 138 ед.

Вывод: в обработанной воде щелочность повысилась на 0,9 ед. и уменьшилось солесодержание на 27 ед.

Опыт 3 от 20.04.2014 г.

В экспериментальную установку залита исходная вода (Звездный городок), подогретая до температуры + 50 °С.

Замер исходной воды: Рн=8,3 ед.

Солесодержание 414 ед.

Через 10 часов работы установки произведен замер обработанной воды:

Рн=9,1 ед.

Солесодержание 254 ед.

Вывод: в обработанной воде щелочность повысилась на 0,8 ед. и уменьшилось солесодержание на 160 ед.

Заключение

Устройство эффективно заменяет затратный метод химической водоочистки водопроводов, приносят предприятию значительную экономию, поскольку снижаются расходы на эксплуатацию оборудования, что обеспечивает наибольший экономический эффект и быструю окупаемость прибора при очень высокой функциональной эффективности.

Применение противонакипного и антикоррозионного устройства позволяет увеличить интервал между остановками оборудования для очистки в 2,5-5 раз, а сами очистки будут занимать меньше времени, т.к. оставшиеся отложения не жёсткие и, как правило, легко смываются струёй воды. К тому же прибор обладает бактерицидным эффектом при обработке воды.

На энергетическом и теплообменном оборудовании эффект очистки можно наблюдать с помощью тепловизора или термосканера, т.к. при очистке поверхностей улучшается теплопередача.

электромагнитный импульс противонакипный отложение

Размещено на Allbest.ru