По сравнению с механической или химической очистками способ непрерывного удаления отложений с помощью резиновых шариков имеет большие преимущества. Опыт применения установок непрерывной очистки труб конденсаторов резиновыми шариками отечественной и зарубежной энергетикой показывает, что возможно поддержание коэффициента теплопередачи на достаточно высоком уровне — 3500 Вт/(м2·К).
Применялись шарики из губчатой резины диаметром, который на 1 мм больше внутреннего диаметра трубы. Шарики с большим диаметром (на 2 мм больше диаметра трубы) целесообразно применять в тех случаях, когда перепад давлений в трубе выше 1,2 мм вод. ст.
При плотности шариков немного больше единицы они находятся в воде во взвешенном состоянии. В конденсатор шарики вводятся таким образом, чтобы было обеспечено по возможности равномерное распределение их по трубам. Гидродинамика потока предотвращает попадание нескольких шариков в одну и ту же трубу. Сопротивление, создаваемое шариком, попавшим в трубу, уменьшает скорость входа и следующий шарик увлекается потоком в соседнюю свободную трубу.
Рис. 55. Устройство для очистки труб резиновыми шариками:
1 — распределитель; 2 — насос; 3 — ящик для ввода и вывода шариков; 4 — сетка для улавливания шариков.
Устройство для очистки труб резиновыми шариками приведено на рис. 55. Шарики, которые прошли через трубную систему конденсатора, уносятся охлаждающей водой и попадают затем в сетку для улавливания. Специальный привод позволяет сложить сетку (к центру), при этом проходящий поток воды смывает с нее отложения.
Постоянная циркуляция шариков поддерживается при помощи центробежного насоса, подающего шарики, по специальной трубе во входной патрубок конденсатора. Перед насосом установлена ловушка с ситом, которое наружным приводом может быть повернуто таким образом, что все циркулирующие в системе шарики будут уловлены. Таким путем шарики могут быть удалены из системы. Закладка новых шариков проводится также через ловушку.
Устройство для подачи шариков включают в работу ежедневно на 6—12 ч.
Количество циркулирующих шариков составляет в среднем около 2,2 % общего количества трубок. Шарики остаются в системе до тех пор, пока из-за износа (истирания) они не уносятся охлаждающей водой через отверстия в сетке. Напор насоса для подачи шариков составляет 0,01— 0,015 м, потребляемая мощность — 2—3 кВт. Скорость воды должна быть не ниже 1 м/с, в противном случае циркуляция шариков почти прекращается.
Рис. 56. Установка для пастеризации жидкости фирмы «Альфа-Лаваль».
Многолетний опыт применения установок и проведенные наблюдения за работой установок свидетельствуют о том, что непрерывная очистка конденсаторов турбин монолитными резиновыми шариками позволяет в условиях образования мягких отложений как органического, так и биологического характера поддерживать охлаждающие поверхности конденсаторов в чистом состоянии без применения других методов очистки.
По данным фирмы «Тапрогге» (ФРГ), вместо шариков из губчатой резины могут применяться и корундовые шарики, с помощью которых со стенок труб удаляются более твердые отложения.
В некоторых случаях, в зависимости от качества воды, рекомендуется совместно с очистительными установками применять хлорирование охлаждающей воды. Применение шариковых очистительных установок уменьшает и коррозию конденсаторных трубок, так как происходит удаление элементов, способствующих коррозии.
Опыты, проведенные в Уральском политехническом институте, указывают на целесообразность использования шариков в контурах циркуляции вертикальных теплообменных аппаратов. Следует отметить, что на распределение шариков влияют скорости движения воды в трубках и формы входных камер, увеличение скорости потока улучшает распределение шариков по трубам, а на равномерность распределения шариков почти не влияет их количество.
Применение шариков для очистки теплообменной поверхности осуществляется в установке фирмы «Альфа — Лаваль» (Швеция) для пастеризации (стерилизации) жидкости (рис. 56). Жидкость, подлежащая обработке, направляется через входной патрубок 1 в замкнутый циркуляционный контур 2, где нагревается до заданной температуры.
Рис. 57. Схема очистки теплообменного аппарата с помощью абразивной присадки:
1, 2, 3, 6, 7, 9, 10, 12, 13 — вентили; 4 — труба перфорированная; 5 — аккумулятор; 8 —фильтр; 11 — насос; 14 — теплообменный аппарат.
Упругие шарики движутся вместе с жидкостью по контуру 2, выход 3 нагретой жидкости и отбор жидкости на насос 8 производится через щели, ширина которых меньше диаметра шариков. Для увеличения эжектирующего действия потока жидкости во входном участке контура последний снабжен соплом 7 и насосом 8. Отбор жидкости на рециркуляцию осуществляется с помощью трубы 6. Жидкости, склонные к пригоранию и образованию отложений, проходят термическую обработку в безнакипном режиме.
Метод гидромеханической очистки теплообменных аппаратов посредством абразивной присадки дает возможность проводить очистку теплообменников от отложений и обрастаний, не отключая их и без применения ручного труда. На рис. 57 приведена схема очистки теплообменного аппарата, которая представляет собой замкнутый контур с напорным и сливным трубопроводами. Основными элементами схемы являются: насос 11 для подачи мелкозернистой присадки из аккумулятора 5 в трубки теплообменника 14; фильтр 8; перфорированная труба 4, установленная в аккумуляторе. Перед началом очистки мелкозернистая присадка находится в аккумуляторе 5, задвижки 1 и 13 открыты, задвижки 10— 12 — закрыты. Вода поступает к теплообменнику 14 и отводится от него в направлении, показанном стрелками.
Не выключая теплообменник из работы, закрывают вентили 1 и 13 и открывают задвижки 3, 6, 7, 10, 12 и включают циркуляционный насос 11. При этом мелкозернистая присадка постепенно вытесняется из аккумулятора 5 потоком жидкости, подаваемой циркуляционным насосом 11, поступает в трубки теплообменного аппарата 14 и, проходя с большой скоростью (3—5 м/с), обеспечиваемую циркуляционным насосом, удаляет часть отложений с поверхности трубок.
После теплообменника поток жидкости, содержащий мелкозернистую присадку и частицы удаленных отложений, поступают в циркуляционный насос 11, а затем в аккумулятор 5, причем часть потока жидкости, содержащая удаленные отложения, поступает в корпус аккумулятора и выводится из замкнутого контура, а другая часть жидкости снова поступает в теплообменник и циркулирует таким образом в замкнутом контуре. Часть жидкости, выведенная из замкнутого контура, по сливной перфорированной трубке 4 поступает по трубопроводу через задвижку 6 в фильтр, где из нее выделяются частицы отложений и выводятся через задвижку, а отфильтрованная вода выводится через задвижку 7.
В процессе очистки трубок теплообменника часть удаленных отложений непрерывно выводится из замкнутого контура, а другая часть циркулирует в нем. По окончании процесса очистки циркуляция жидкости в замкнутом контуре с выводом части ее в фильтр 8 продолжается до тех пор, пока из замкнутого контура не будут выведены все удаленные в процессе очистки отложения. Затем мелкозернистую присадку отводят в аккумулятор 5, для чего открывают задвижку 2 и закрывают 3. После того как вся присадка будет собрана в аккумуляторе 5, останавливают насос 11, открывают задвижки 1 и 13 и закрывают 2, 10, 12. Этим методом наиболее эффективно удаляются слизистые биологические обрастания и механические отложения.
Для нагрева диффузионного сока применяются многоходовые подогреватели с поверхностью нагрева до 300 м2 (l = 3,5 м, п = 880 шт.), которые в процессе работы быстро загрязняются. Очистку подогревателей сока проводят ежесуточно. На ряде заводов эти подогреватели очищают путем прокачки нефильтрованного сока I сатурации, частицы которого обладают абразивным действием.
Большие трудности в эксплуатации создает занос проточной части паровой турбины отложениями солей, для устранения этого недостатка рекомендуется впрыскивать в острый пар мелкодисперсный магнетит в количестве 0,5— 4,0 мкг/кг с размером частиц 1—3 мм.
