Чт, Dec 14, 2017

Тел.: +7 (983) 610-52-15

обзоры автоновинок kaps4karing.com
село ремонтное


Накипь и способы борьбы с ней

Здесь новыешаблоны Joomla
креативные Joomla шаблоны.

 ЧТО ТАКОЕ НАКИПЬ?

       Известный факт, что главный недостаток металлических труб теплообменных аппаратов - это накипь. Что это такое и как она появляется?

       Накипь - это твердые отложения химических элементов на внутренних стенках труб, конкретно, отложения солей жесткости, в большей части кристаллов карбоната кальция и магния, разлагающихся при нагреве на углекислый газ и нерастворимый известковый осадок.

Рис. 1  НАКИПЬ ПОД СКАНИРУЮЩИМ ЭЛЕКТРОННЫМ МИКРОСКОПОМ

      Появление накипи обусловлено степенью жесткости воды, которая формируется в грунтовых водах. Чем "жестче" вода, тем больше в ней растворено солей кальция и магния.
      По химическому составу преимущественно встречается накипь карбонатная (углекислые соли кальция и магния — CaCO3, MgCO3). В России около  80% всех вод составляют воды кальциево-карбонатного класса.
      Образуется карбонатная накипь в процессе химической реакции по следующей схеме: разлагается бикарбонат магния и кальция ---> бикарбонаты образуют карбонаты с меньшей степенью растворимости ---> образуется осадок ---> бикарбонаты (осадок) концентрируются на внутренних поверхностях теплообменных аппаратов.

      Накипь начинает появляться через некоторое время с начала эксплуатации  котлов, водяных экономайзеров, пароперегревателей, испарителей и других теплообменных аппаратов, в которых происходит нагревание воды. При этом накипь способствует росту теплового сопротивления и существенно снижает теплоотдачу. Для преодоления теплового сопротивления накипи приходится повышать температуру труб, что приводит к постепенному увеличению расхода энергоносителей и снижению КПД аппарата.

     Теплопроводность накипи в десятки, а зачастую в сотни раз меньше теплопроводности стали, из которой изготавливают теплообменники. Поэтому даже тончайший слой накипи создаёт большое термическое сопротивление и может привести к такому перегреву труб котлов и пароперегревателей, что в них образуются отдулины и свищи, часто вызывающие разрыв труб.

 

Рис. 2 ПРИМЕРЫ НАКИПИ В ТРУБАХ

      Сделаем краткий вывод. Накипь приводит к ряду негативных последствий:

  • Образуется осадок, известняковый нарост сужает проход в трубах, особенно это заметно в местах изгибов, образует засоры, влияет на давление воды в трубопроводах.
  • Образовавшаяся шуба накипи влияет на теплоотдачу нагревательных элементов, тем самым увеличивается потребление электроэнергии. Нарост размером 1 мм приводит к увеличению затрат тепловой энергии на 10%, тогда как осадок в 13 мм способствует 70% потери тепла. Данное обстоятельство влияет на повышенный износ техники, сокращает срок ее службы, преждевременно выводит ее из строя.
  • Накипь негативно влияет на подвижные элементы запорной  аппаратуры.
  • Известняковый нарост может стать причиной образования коррозийных процессов, ведущие к поломке оборудования.
  • Негативное воздействие накипи также отражается на уплотнителях и прокладках, снижает их эластичность, способствует разрыву.

Рис. 3 РЕЗУЛЬТАТ ВЛИЯНИЯ НАКИПИ

МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НАКИПЬЮ

      Удаляют накипь механическими  и химическими  способами.

      При механической очистке существует опасность повредить защитный слой металла или даже само оборудование, поскольку для очистки котла  или теплообменника требуется  хотя бы  частичная  его  разборка, а  сам процесс  достаточно затратный  и часто стоимость простоя оборудования намного выше стоимости самой очистки.

      Существует  способ  удаления  накипи  менее  трудозатратный, с  применением
кислоты  для  промывки  внутренней  поверхности теплообменного оборудования. Но при этом существует опасность, что слишком длительное воздействие кислоты повредит металл теплообменника, а более короткое воздействие может недостаточно очистить его  от накипи.

      Поэтому для предупреждения образования накипи осуществляется предварительная обработка воды, водоподготовка. Сегодня применяют две технологии предупреждения образования накипи: реагентная (химическая) и безреагентная  обработка.

      Реагентный  способ  водоподготовки  характеризуется  тем,  вода подвергается осветлению(освобождение от взвешенных частиц); умягчению (понижение жесткости, обусловленной наличием солей кальция и магния); фосфатированию (для более глубокого умягчения воды); опреснению, обессоливанию (снижение общей минерализации воды); обескремниванию, обезжелезиванию (освобождение воды от растворимых соединений железа) и т. д.

      Главным недостатком химической (реагентной) обработки воды является необходимость подбора водно-химического режима и постоянного контроля за составом исходной воды. Кроме этого существуют другие, не менее важные недостатки:

  • высокая стоимость оборудования;
  • постоянная покупка и дозирование реагентов;
  • высокие энергозатраты на эксплуатацию;
  • содержание обслуживающего персонала;
  • объёмность системы и большая комплектность;
  • громоздкость, высокая трудоёмкость монтажа и наладки;
  • вред наносимый населению, при пуске реагентов в систему водоснабжения;
  • сточные воды с  содержанием  химреагентов.

      Безреагентные  способы противонакипной  обработки воды в  настоящее  время являются наиболее экономичными и соответственно перспективными .

      Ультразвуковой метод. Принцип ультразвуковой безреагентной технологии предотвращения образования накипи основан на воздействии механических колебаний ультразвуковой частоты на процессы образования накипи, протекающие в котлах котельных установок и другом теплотехническом оборудовании при его работе.

      С помощью ультразвуковой установки в металле котла и в воде, заполняющей его, возбуждаются маломощные акустические (ультразвуковые) колебания. Под действием этих колебаний соли жесткости кристаллизуются непосредственно в объёме воды, образуя мелкодисперсный шлам, а колебания поверхностей нагрева препятствуют осаждению шлама на стенках труб.
      Этот  способ обладает  рядом  недостатков: неприятный звук, раздражающий слух человека в помещении, где работает ультразвуковой прибор; микротрещины  в  металле, которые создаются при работе ультразвуковых приборов (в  дальнейшем они выводят из строя всю систему);   метод  не  является и достаточно  эффективным при  обработке  воды, поэтому не  нашел  широкого  применения.

      Обработка  воды электрическим  полем. Это метод водоочистки, основанный на воздействии  электрического поля на молекулы воды (вызывающее их колебание). В  настоящее  время существует  понятие  «противонакипная  магнитная   обработка  воды  и  применяются  различные устройства называемые  аппаратами  магнитной  обработки  воды. Так в журнале «Новости теплоснабжения»  № 11 (147)  2012 г. в  статье  «Аппараты магнитной обработки  воды» описываются три  группы гипотез  действия  магнитного  поля  на  структуру  воды. В  статье  отмечается, что в движущейся  воде  образуется  электрический  ток,  поэтому  обработка  воды  происходит  эффективно. Однако  термин  магнитная  обработка в этой  статье  и  в  других  источниках    применяется  не  обоснованно. В  этой  же  статье  сложное  объяснение воздействия  магнитного  поля  на  воду  через  силу  Лоренса  в  конечном  итоге  сводится  к  тому , что  магнитное  поле в  магнитных  аппаратах  вызывает  колебания молекул  воды  в  одном  направлении – между  полюсами  магнита. Но  такое  воздействие  равнозначно  силе  действия напряженности  электрического  поля.

    Из  физики   известно: 
 а) на  заряженные  частицы (заряды)  действует    напряженность  электрического  поля  с  силой:    
                                      Fэ = qЕ ,
    где Е – напряженность электрического  поля,  q – величина заряда;
в) на электрический  заряд ,  движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренса:
                                Fл     = q [ v B ],
где  v – скорость заряда, В – магнитная  индукция  поля.
    При совместном  действии  этих  сил  результирующую силу  иногда  называют
силой Лоренса [Л1]
                                 F  =  Fэ + Fл  =  qЕ + q [ v B ]

       Так  как  силовое   воздействие  на  заряженные  частицы   обеих  сил   выражается в  одинаковых   единицах   измерения ,  то   ее  можно с таким же  основанием  назвать  и силой напряженности электрического  поля.  Получается, что если  воздействовать на  заряженные  частицы  напряженностью  электрического  поля ,  то  результат  будет  тот же, что  и  от  действия  магнитного  поля на  движущиеся  заряженные частицы.  Поэтому можно  сказать, что   на  движущиеся    в  магнитном  поле  молекулы,  содержащие   заряды,  действует  напряженность  возникающего  электрического  поля..   Магнитное  поле  от  постоянных  магнитов  при  этом  выполняет  роль участника  генератора  напряженности электрического  поля, а  при электромагнитах  роль  посредника , потребляющего  электроэнергию  для создания  электромагнитного  поля   с  последующем  получением напряженности  электрического  поля,  которое и  воздействует  на  заряды  молекулы.  При  этом роль  посредника  связана  с  излишними  затратами  и  определенными проблемами при создании  достаточной  напряженности для  эффективной  противонакипной  обработки. Применение  же  постоянных  магнитов  не  обеспечивает  достаточной  напряженности     электрического  поля  для эффективной  противонакипной  обработки.   Приписываемые обрабатываемым   магнитным  полем   материалам   какие-то  чудодейственные  свойства  от магнитного воздействия  лишены  основания. Отсутствие  какого-то  магнитного  воздействия  на  воду  объясняет и тот  факт,  что  при  нахождении  стоячей  воды  в  постоянном магнитном  поле существенных изменений в  воде  не отмечается. И  если  что-то  несущественное  кем-то  замечено , то  это  повидимому   можно  отнести  к  броуновскому  движению  заряженных  частиц  и  изменяющемуся   магнитному  полю в  переходный период при  его  создании и  отключении.  Поэтому во  всех  случаях   обработку  воды  с использованием  любого  электрического  воздействия  правильнее  было   бы  назвать – обработка электрическим   полем  т.к. на  обработку  оказывает  влияние  не  какое -то  необъяснимое  магнитное свойство,  а конкретное  вполне  объяснимое свойство электрического  поля. 
       Возникает  естественное  желание  избавиться  от  использования магнитного  поля, а  противонакипную  обработку  вести  сразу напряженностью  электрического  поля. Такое решение  технически  выполнимо,  при  этом   устройства  эти   обладают  меньшей  потребляемой  мощностью, малогабаритны,   не  требуют  врезок и  более  эффективны.   

      Таким образом, на сегодняшний день наиболее современным  является  устройство  противонакипной  обработки  воды  стоячими  радиочастотными  волнами  «СКИН-Н» ( патент  на  изобретение   №2491231, получен в  2013 году). Это первое в России и в мире изобретение, превосходящее по эффективности подобное дорогостоящее зарубежное устройство.  Промышленная эксплуатация   устройств  «СКИН-Н» подтверждает  данную информацию.

      Применение  этого  устройства   не только эффективно препятствует образованию новой накипи, но и совершенно удаляет прежнюю с поверхности труб  теплообменных аппаратов, независимо  от  схемных  решений  системы  и  других  факторов  влияющих  на  качество  водоподготовки  при  других  методах.

      Устройство «СКИН-Н» отличается от всех существующих способом  передачи  радиочастотного сигнала к обрабатываемой жидкости. Вода в трубопроводной  системе обрабатывается  чистой  стоячей  радиочастотной  волной,  что  создает  лучшее  противонакипное  воздействие. В 2013 году на это устройство  получено решение Федерального института  патентной  экспертизы  о  выдаче  патента на изобретение и  поэтому оно является наиболее  современным, т. к. в нем  учтены недостатки  существующих  аналогов.
      От генератора радиочастотных сигналов к трубопроводу подсоединяется  всего  один  вывод,  а  второй  вывод  подсоединяется к антенне. При таком  подсоединении  контур  с  радиочастотным  сигналом  становится  открытым и  подобным длинной линии разомкнутой  на  конце. При этом  образуется чистая  стоячая  волна, достоинства которой в том, что в разветвленной трубопроводной  системе  даже с замыканием на металлические  конструкции  и землю не  могут  возникнуть  короткозамкнутые контура и,  соответственно, ослабнуть  или  совсем  исчезнуть противонакипное воздействие. Так  как  чистая  стоячая  волна  передает  энергию только  в  радиальном  направлении,  то  потребляемая  мощность  генератора  радиочастотных  сигналов  минимальная  -  всего  единицы  ватт, а  волна  распространяется по трубопроводной  системе  по  всем  направлениям  практически без затухания, что обеспечивает  обработку  воды  в  системе  на  гораздо большей протяженности с большим силовым воздействием электрического поля на ионы накипеобразующих солей,  которые в свою очередь образуют  микрокристаллы   и  теряют способность к  образованию  накипи. Ранее образованная  накипь при этом  растворяется и переходит в раствор. Микрокристаллы выносятся из теплосистемы  при  водоразборе.  При необходимости могут быть установлены механические фильтры. Устройство обладает антикоррозионным действием. 

            Основные характеристики устройства:

  • стоимость устройства «СКИН-Н»  вместе с  монтажом значительно  ниже  стоимости аналогов  и зависит только  от диаметра  труб;
  • наиболее эффективен в линейке подобных устройств;
  • не  требует  врезок, легкий монтаж;
  • не требует расходных  материалов и эксплуатационных расходов;
  • небольшая потребляемая мощность;
  • малогабаритен;
  • срок эксплуатации до 20 лет.

 Патентообладатель  разработчик,изготовитель и поставщикустройства «СКИН-Н»  ООО «Техэнерго».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь новые шаблоны для dle