Очистка водоподогревателей систем горячего водоснабжения и отопления
Д.т.н. Д. И. Кучеренко, генеральный директор ООО «Кондивод» В. П. Фролов, генеральный директор ГУП «Мосгортепло»
ГУП «Мосгортепло» - крупнейшая теплоснабжающая организация Москвы, обеспечивает теплом и горячей водой более 70% столицы, более 22000 зданий и сооружений, около 5300 ЦТП.
Обследование ЦТП по всей Москве позволило получить объективные данные и показало, что в процессе эксплуатации водоподогревателей на поверхностях теплообмена с обеих сторон образуются отложения. В системах горячего водоснабжения со стороны нагреваемой воды образуются отложения, представленные двумя компонентами - карбонатом кальция и продуктами коррозии стали (наносные отложения продуктов коррозии трубопроводов). Со стороны теплоносителя отложения представлены исключительно наносными продуктами коррозии.
В системах отопления отложения на обеих поверхностях теплообмена представлены в основном наносными отложениями продуктов коррозии. Толщина отложений составляет обычно десятые доли мм, но встречаются случаи, когда слой отложений достигает 1 мм и более.
В результате образования отложений толщиной 0,7-1,0 мм коэффициент теплопередачи снижается на 42-56%, что приводит к соответствующему снижению эффективности систем горячего водоснабжения и повышению энергетических потерь, снижение общего коэффициента теплопередачи водоподогревателей за 1 год эксплуатации составляет 5-7%, за два года - до 30%, за три года - 50% и более. Кроме того, образование отложений в трубках водоподогревателей вызывает значительное повышение их гидравлического сопротивления, которое достигает 18-20 м.в.ст.
Для очистки водоподогревателей, как и других теплообменных аппаратов, нередко прибегают к механическим способам, что связано с трудоемкими работами по разборке этих аппаратов и индивидуальной очистке каждой трубки. Следует отметить, к тому же, что при характерных для водоподогревателей очень прочных отложениях карбоната кальция толщиной в десятые доли мм механические способы не обеспечивают эффективной очистки. Особенно это относится к пластинчатым водоподогревателям с рифлеными поверхностями теплообмена.
Известен целый ряд способов химической очистки теплообменных аппаратов с применением сильных минеральных и органических кислот, комплексонов и других соединений. Химические способы в основном обеспечивают достаточно эффективную очистку теплообменных аппаратов от солевых отложений, однако нередко имеют и свои существенные недостатки:
■ многие из них в той или иной мере вызывают повреждение конструкционных материалов теплообменных аппаратов, в результате чего после нескольких химических чисток их приходится менять;
■ отработанные технологические растворы необходимо нейтрализовать или обезвреживать до кондиций, разрешенных к сбросу в канализацию;
■ при осуществлении многих химических методов очистки, как отечественных, так и зарубежных, приходится оперировать с очень большими количествами реагентов - с десятками и даже с сотнями килограммов, что приводило к тому, что от применения этих способов в конце концов отказывались даже на тех предприятиях, где они применялись, в течение длительного периода времени. Головным институтом страны в области производственного водоснабжения - ВНИИВОДГЕО, а в последствии и созданной на его основе фирмой «КОНДИВОД» в течение многих лет проводились исследования различных методов очистки теплообменных аппаратов от отложений и обрастаний, в том числе и химических с применением отечественных и зарубежных реагентов. В результате этих работ разработана технология, при которой очистка теплообменных аппаратов от карбонатных отложений осуществляется посредством естественных процессов, обратных тем, которые происходят при их образовании. Реагенты являются экологически чистыми, допускаемыми для использования в системах питьевого водоснабжения. Расход реагентов незначителен.
Реагенты не вызывают повреждения конструкционных материалов теплообменных аппаратов, что чрезвычайно важно.
Отработана технология поэтапной очистки теплообменных аппаратов, которая дает возможность управлять процессами очистки и контролировать их по количеству отмываемых отложений, определяемых анализом воды, циркулирующей в замкнутом контуре. В процессе производственных исследований выявлены интересные специфические особенности данного метода очистки и характерные для него закономерности. Установлено, в частности, что жесткость воды, циркулирующей в замкнутом контуре, быстро возрастает в самом начале цикла, затем рост ее замедляется и, наконец, полностью прекращается - величина жесткости циркуляционной воды, равно как и щелочности, устанавливается на определенном уровне, зависящем от исходного загрязнения теплообменников карбонатными отложениями. По достижении указанного стабильного состояния цикл заканчивается, система промывается водопроводной водой и начинается новый цикл. Количество удаляемых отложений постепенно снижается, наконец, наступает такой момент, когда количество удаленных за цикл отложений не превышает 0,1-0,2 мг-экв/л, что свидетельствует о том, что очистка данной группы теплообменников заканчивается. Например, величины повышения жесткости раствора в отдельных циклах (мг-экв/л) группы теплообменников ЦТП № 0308/034: 1,1; 0,9; 0,4; 0,4; 0,2; 0,2.
Указанная технология применяется на ЦТП, находящихся в ведении ГУП «Мосгортепло» с 1996 г., к настоящему времени произведена очистка более 2000 ЦТП, в каждом из которых установлено от 10 до 20 секций водоподогревателей.
Таким образом, данная технология дает возможность достигать полной очистки теплообменных аппаратов от карбонатных отложений независимо от степени первоначальной загрязненности и расходовать на очистку каждой группы теплообменников только такое количество реагентов, которое необходимо и соответствует количеству образовавшихся карбонатных отложений.
Что же касается продуктов электрохимической коррозии, образующихся в местах контакта латунных трубок со стальной трубной доской, то для их удаления данным методом требуется достаточно большое время, которое не всегда может быть предоставлено.
Учитывая указанное выше снижение коэффициента теплопередачи и повышение гидравлического сопротивления водоподогревателей, обусловленное образованием отложений, работы по их очистке следует производить периодически не реже чем раз в два года.
Литература
1. Кучеренко Д. Н. Система для очистки трубок. – Бюллетень изобретений № 11, 1976.
2. Кучеренко Д. И. Методы очистки теплообменных аппаратовот отложений и обрастаний. - Труды института ВОДГЕО1977, выпуск 66.
3. Чистяков Н.Н., Грудзинский М.М. и др. Повышение эффективности работ систем горячего водоснабжения. -Москва: Стройиздат, 1988.
4. Кучеренко Д. И. Устройства для очистки теплообменных аппаратов. - Бюллетень изобретений № 14, 1983.
icq: 645-946-644