Очистка паровых котлов, химическая или механическая

Восстанавливают производительность нагревательного оборудования с помощью удаления накопленных в системе загрязнений. Качественная очистка паровых котлов снижает эксплуатационные расходы, предотвращает аварии. Выполнение таких работ поручают опытным специалистам. Для корректного выбора и контроля исполнителей необходимо изучить технологии соответствующих профилактических и регламентных мероприятий.

Для чего нужна очистка паровых котлов от накипи и коррозии?

В опубликованных результатах измерений не сложно найти упоминания о повышении расхода топливных ресурсов на 3-5% при сравнительно небольшом слое накипи 2 мм. Однако на практике встречаются ситуации, когда толщина отложений значительно больше. Иногда соответствующие потери превышают 25%, что значительно ухудшает экономические показатели.

Чтобы понять механизм ухудшения работоспособности необходимо подчеркнуть уменьшенную в 350-400 раз теплопроводность слоя накипи и отложений продуктов коррозии по сравнению со сталью. При накоплении отложений на внутренней поверхности стенок приходится для нагрева жидкости тратить много топлива.

Кроме прямых затрат увеличивается вероятность поломок. Избыточное тепло не отводится в количестве, предусмотренном конструкторским расчетом. Такие нагрузки в локальных областях провоцируют аварии. В самых сложных случаях пригодится выполнять дорогой капитальный ремонт.

В нормативной документации по обслуживанию паровых котлов рекомендовано выполнять очистку при увеличении слоя накипи до 0,5 мм. Соответствующим образом устанавливают временной график регламентных процедур. Регулярный осмотр и контроль уровня жесткости применяют для оперативных коррекций. Такие ограничения предлагается использовать для парового и водогрейного оборудования. Следует не забывать, что при полной блокировке технологических протоков удалить прочные кальциевые образования накипи и коррозии будет сложно.

Технологии очистки паровых котлов и теплообменников

Универсальной методики для решения обозначенной проблемы нет. Для квалифицированной проверки на объект приглашают специалистов. Оценивают в комплексе:

• толщину, состав и места накопления отложений;
• тип теплообменника, особенности конструкции, мощность котельного оборудования;
• возможность подключения к электросетям и водоснабжению;
• температурные условия;
• удобство размещения технологических установок.

Иногда для химического анализа вырезают часть трубопровода вместе со слоем накипи. На завершающем этапе вместе с заказчиком определяют объем работ, подписывают договор о проведении обслуживания. Далее рассмотрены детали стандартных технологий очистки паровых котлов и их теплообменников от накипи и ржавчины.

Механическое удаление загрязнений

В этом варианте используют скребки, щетки, другие приспособления. Как правило, инструмент подсоединяют к пневматическому (электрическому) приводу для ускорения рабочих операций. Главным недостатком механической очистки является затрудненный оперативный контроль в труднодоступных местах. Чрезмерное воздействие острыми кромками образует царапины, что ускоряет коррозийные реакции. В худших ситуациях уменьшается до критического уровня толщина стенок.

Применение гидродинамического оборудования

Эту технологию выбирают при сравнительно небольшом слое накипи для быстрого устранения загрязнений. Обычно применяют передвижную установку, собранную на шасси автомобильного фургона. Стандартная комплектация:

• бак с водой объемом 0,5-6 м куб.;
• производительная помпа с электроприводом;
• контрольная и защитная автоматика;
• соединительные шланги, специализированные насадки.

Такое гидродинамическое оборудование создает высокое давление (250-1000 атм). Электродвигатель подключают к генератору бортовой сети. В подобном наборе имеется все необходимое для автономной работы, поэтому требования к местным коммуникациям минимальны. Следует подчеркнуть, что эффективность гидродинамической методики зависит от прочности (толщины) слоя. При полной блокировке сечения протока ее не применяют.

Химическая очистка паровых котлов

Именно для этой методики обязательно нужна предварительная проверка химического состава. Действенные реагенты (щелочи и кислоты) подбирают с учетом результатов лабораторного анализа. Промывку выполняют поэтапно! Используют умягчители воды для паровых котлов, которые изменением цвета сигнализируют об отсутствии кальциевых примесей. На этой стадии завершают химическую очистку, выполняют обработку ингибиторами для предотвращения коррозийных процессов. Отработанные растворы утилизируют в соответствии с действующими санитарными нормативами.

Описание типового технологического процесса:

• подключают оборудование, начинают промывку ортофосфорной кислотой (5% раствор);
• контролируют уровень водородного показателя (pH) от 2 до 3, поддерживают температуру жидкости от +65°C до +75°C;
• продолжают обработку соляной кислотой (5%) с добавкой ингибитора (уротропина) и раствора хлорида аммония (5%);
• при таком же высоком уровне температуры поддерживают скорость потока 0,5-1 м/с в течение 45-90 мин;
• процедуру повторяют 4-6 раз для удаления слоя накипи 1,5-2 мм при содержании оксида кальция в слое накипи 30-40%.

Кроме большой длительности процессов следует отметить агрессивность химических соединений. Даже при указанной сравнительно небольшой концентрации коррозии она способна повредить металл. Использование этой методики помогает выполнить очистку паровых котлов и теплообменников разной мощности за срок 1-8 дней.

Для устранения отмеченных недостатков применяют предварительное разрыхление отложений раствором щелочи. Температуру повышают до +85°C. Далее применяют кислоту с ингибитором. Между циклами применяют промывку чистой водой, которая обрабатывается предварительно с целью полного удаления солей накипи. Скорость циркуляции жидкости увеличивают по сравнению с предыдущим примером на 0,5 м/с. Правильное применение технологии уменьшает продолжительность процедур на 25-30%.

Главное преимущество химической методики – качественная обработка поверхностей в труднодоступных местах. Для подключения оборудования не нужна разборка. Рабочие циклы автоматизированы, выполняются без тщательного контроля и сложных действий обслуживающего персонала. Высокая квалификация исполнителей нужна только на стадии выбора состава действующих смесей.

Недостатком, как и при механической очистке, является чрезмерно сильное воздействие на функциональные компоненты котельного оборудования.

Удаление загрязнений с помощью электрического разряда

Этот фильтр для газового котла применяют около двадцати лет! Необходимые разрушительные воздействия создают мощным электрическим разрядом, который формируется внутри жидкости. Эффективность увеличивают подбором амплитуды и частоты сигнала. Стандартный комплект технологического оборудования:

• источник питания;
• накопительные конденсаторы;
• трансформатор, повышающий напряжение;
• электронный блок защитной, контрольной, измерительной аппаратуры;
• соединительные провода, кабели питания, рабочие электроды.

Описание процедуры при очистке стандартного парового котла:

• комплект устанавливают на электрически изолированной платформе в центральной области верхнего барабана;
• технологический кабель вставляют в трубу теплообменника;
• для создания оптимальной схемы трассы применяют вспомогательные угловые элементы;
• чтобы исключить излишнюю гибкость – проводник помещают в полимерную трубу подходящего диаметра;
• для увеличкения длины конструкции применяют соответствующие насадки;
• заполняют водой рабочий объем, включают генератор;
• гидравлические, кавитационные и вибрационные воздействия разрушают накипь;
• последовательно выполняют очистку всех труб;
• из нижнего барабана удаляют накопленный шлам.

Главным плюсом данной методики является возможность разрушения особенно прочных слоев накипи в барабанном паровом котле. Иногда получается удалять загрязнения из труб с полным перекрытием рабочего протока. Технология экологически безопасна для окружающей среды. Отличия качественных современных наборов оборудования:

• компактность;
• низкое потребление электроэнергии;
• широкий диапазон регулировок разряда.

Работы с оборудованием данной категории выполняют в помещениях, где отсутствуют взрывоопасные газовые и пылевые смеси. Операторы применяют индивидуальные средства защиты:

• прозрачную маску, очки;
• диэлектрические сапоги, перчатки;
• костюм из водонепроницаемого материала.

Профилактические мероприятия

Из описаний технологий понятно, что для очистки паровых котлов от накипи лучше пользоваться профессиональными услугами. Достаточно часто содержание собственного подразделения обходится дороже. Приходится приобретать специализированное оборудование, которое применяется редко. Аналогичные задачи приходится решать владельцу частного дома, оснащенного индивидуальной системой отопления.

Однако даже тщательно составленный договор не способен в некоторых случаях обеспечить надежные гарантии качества. Промышленные установки химической очистки отличаются крупными размерами, поэтому визуальный контроль после завершения процедур не вызывает затруднений. В бытовой технике рабочие протоки миниатюрны. Проверить состояние узких изогнутых теплообменников не получится даже с помощью компактного технического эндоскопа.

С учетом приведенных сведений не сложно сделать правильный вывод о необходимости специальной подготовки теплоносителя. По действующим ГОСТам и отраслевым нормативам рекомендуется уменьшать жесткость питающей воды до 0,02-0,1 мг-экв/литр. Умягчение выполняют с применением механического метода.

Если предполагается использование теплоносителя только для систем отопления пользуются специальными реагентами. С их помощью соли накипи преобразуют в твердое состояние, осаждают, задерживают механической фильтрацией. В быту подобные решения применяют редко, так как приходится усложнять оборудование и тщательно контролировать рабочие процессы.

Ионный обмен совершенно безопасен. Однако для удаления накипи из системы отопления при начальном высоком уровне жесткости понадобятся несколько этапов обработки. Оборудование занимает много места. При существенном изменении состава примесей необходима перенастройка.

Мембранные технологии обеспечивают очистку не хуже, чем дистилляция. Главный недостаток – малая производительность! Для решения проблемы устанавливают параллельно несколько блоков. Падение напора компенсируют насосным оборудованием. Засорившиеся фильтры в промышленных установках регулярно промывают раствором кислоты.

Электромагнитную обработку применяют в бытовых и производственных условиях. Современные преобразователи блокируют образования накипи, а также коррозии на расстоянии до 2 км от места подключения катушки. Они не загрязняют воду примесями, сохраняют работоспособное состояние более 20 лет без сменных элементов и тщательного обслуживания.