Способ очистки внутренней поверхности труб теплообменника и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике очистки теплообменников от загрязнений и может быть использовано для удаления рыхлых отложений воздействием скоростного потока жидкости. Цель изобретения - осуществление очистки труб без остановки технологического оборудования и упрощение устройства. Выходные участки собирающих коллекторов 5 теплообменника 1 экранированы полуэллиптическими решетками 8, а в пространство между трубной доской 3 и решеткой 8 помещены шарики из плотного материала, количество которых меньше количества труб, а диаметр - больше диаметра труб. Очистку производят избирательно, кратковременным перекрытием большей части пучка шариками при изменении направления теплоносителя. На этом промежутке времени температурный режим технологического оборудования не успевает заметно измениться. Процесс очистки всего пучка, состоящего из отдельных избирательных промывок, распределяют на весь срок чистки теплообменника, а интервал времени между двумя следующими друг за другом избирательными промывками выбирают из условия &Tgr;≤T<SP POS="POST">.</SP>(1-N<SB POS="POST">ш</SB>/N<SB POS="POST">т</SB>, где &Tgr; - интервал времени между избирательными промывками труб, мин

T - период между очистками теплообменника, мин

N<SB POS="POST">ш</SB> - количество шариков в собирающем коллекторе, шт

N<SB POS="POST">т</SB> - количество труб в трубном пучке, шт. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,,SU„„16 I 2200

А1 (51)5 Е 28 6 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4600322/24-!2 (22) 29.0?.88 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (71) Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений (72) Г. С. Л еж а в а (53) 683.561.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1627302, кл. F 28 G 1/16, 1978. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ

° ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ ТЕПЛООБМЕ Н

НИКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике очистки теплообменников от загрязнений и может быть использовано для удаления рыхлых отложений воздействием скоростного потока жидкости. Цель изобретения — осущест,вление очистки труб без остановки технологического оборудования . и упрощение устройства. Выходные участки собирающих коллекторов 5 теплообменника экраниронаны полуэллиптичсскими решетками 8, а в пространство между трубной доской 3 и решеткой 8 помещены шарики из плотного материала, количество которых меньше количества труб, а диаметр больше диаметра труб. Очистку производят избирательно, кратковременным перекрытием большей части пучка шариками при изменении направления теплоносителя. На этом промежутке времени температурный режим технологического оборудования не успевает заметно измениться. Процесс очистки всего пучка, состоящего из отдельных избирательных промывок, распределяют на весь срок чистки теплообменника, а интервал времени между двумя следующими одна за другой избирательными промывками выбирают из условия т(? . (! — — " — ), где т — интервал времени между избирательными промывка ми труб, мин; T — период между очистками тепло обменника, мин; и„,— количество шариков в собира ощем коллекторе, пт; n, — количество труб в трубном пучке, шт. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1612200 т(т (I ), Изобретение относится к технике очистки кожухотрубных теплообменников от загрязнений и может быть использовано для удаления рыхлых отложений воздействием скоростного потока жидкости.

Цель изобретения — - повышение эффективности очистки труб без остановки технологического оборудования и упрощение конструкции устройства.

Способ очистки внутренней поверхности труб теплообменника заключается в избирательной промывке отдельных групп пучка путем их поочередного перекрывания шариками из плотного материала, введенными в теплоноситель и перераспределяемыми двухкратным изменением направления движения теплоносителя, а интервал времени между двумя следующими одна за другой избирательными промывками выбирают из условия где т — интервал между двумя избирательными промывками труб, мин;

Т вЂ” период времени непрерывной эксплуатации с заданными режимными параметрами, по исте 1ении которого коэффициент теплопередачи теплообменника уменьшается до допустимого предела, мин; и. — количество труб в трубном пучке, шт.; и,, — количество шариков в одном собирающем коллекторе теплообменника, шт.

На чертеже показана схема устройства для очистки внутренней поверхности труб теплообменника.

Устройство содер>кит теплообменник I c трубными пучками 2, закрепленными в трубных досках 3, распределительные 4 и собиравщие 5 коллекторы, К теплообменнику ! теплоноситель подводится трубопроводом

6 и отводится от него трубопроводом 7.

Выходные участки собирающих коллекторов

5 экранированы полуэллиптическими ограничительными решетками 8, обращенными выпуклой стороной навстречу движению теплоносителя. В собирающих коллекторах 5 в пространство между трубными досками 3 и ограничительными решетками 8 помещены шарики 9 из плотного материала (например, из полистирола), причем диаметр шариков превышает диаметр труб на 2 — 4 мм, а количество их в одном собирающем коллекторе меньше количества труб в трубном пучке. Устройство содержит также четырехлинейный гидравлический распределитель 10 (например, двухпозиционный с управлением от электромагнита и пружинным возвратом) для изменения направления движения теплоносителя в теплообменнике.

Устройство работает следующим образом.

В режиме нормальной эксплуатации распределитель l0 находится в исходной позиции, соответствующей принятому направлению движения теплоносителя, и шарики 9, находящиеся во взвешенном состоянии в собирающих коллекторах 5, удерживаются оградительными решетками 8.

В режиме избирательной промывки труб пучка распределитель 10 переводится в позицию, соответствующую обратному ходу теплоносителя в теплообменнике. В этом режиме оградительные решетки не препятствуют передвижению шариков, и они, наи ра вляясь к трубному пучку, частично перекрь,вают его. Г!ричем сначала перекрываются менее загрязненные трубы из-за более высокой скорости теплоносителя в них.

В результате основной поток теплоносителя устремляется в небольшое количество неперекрь.тых наиболее загрязненных труб, Из-за увеличения гидравлического сопротивления пучка возрастает перепад давления на нем и, следовательно, повышается скорость движения жидкости в трубах. Подбором числа шариков можно добиться необходимой для очищения труб скорости тепло25 носителя. Для возобновления режима нормальной эксплуатации распределитель 10 переводится в исходную позицию. Сочетание четырехлинейного распределителя с шариками, помещенными в коллектор, позволяет производить избирательную очистку достаЗО точно быстро — продолжительность этой операции не превышает I мин.

11редлагаемый способ очистки внутренней поверхности труб теплообменника реализуется следующим образом.

35 Путем двукратного изменения направления движения теплоносителя производят избирательную промывку одной группы труб пучка, что занимает время менее ! мин. Ввиду значительной тепловой инерции технологического оборудования, постоянная времени нагрева которого может составить от нескольких десятков до сотен минут, изменение его температурного режима за время избирательной промывки настолько мало, что обычно не улавливается

45 контрольно-измерительными приборами.

После каждой избирательной промывки восстанавливают нормальный режим работы теплообменника, в результате чего восстанавливается тепловой режим оборудова. ния. Путем выбора интервала времени т

50 между следующими одна за другой избирательными промывками добиваются очистки всех труб теплообменника за время, не превышающее период Т, по истечении которого коэффициент теплопередачи охлаждающей поверхности уменьшается до допустимого предела, для чего используют математическую зависимость

l6I2200 где и и и -- количество труб в пучке и количество шариков в одном коллекторе, соответствен Но.

Г!ри каждой последующей промывке в первую очередь перекрываются наиболее чистые трубы, т.е. трубы, подвергнут ые очистке во время предыдущей промывки, и очищаются трубы, наиболее загрязненные в данный момент. Такой способ очистки позволяет за заданный период подвергнуть промывке полное количество труб теплообменника без останова производства и без заметного изменения температурного режима технологического оборудования, обеспечивая тем самым практически Ттостоянное поддержание чистоты всей поверхности охлаждения теплообменника в условиях его длительной непрерывной эксплуатации. Поскольку на практике период Т для теплообменников измеряется неделями и месяцами, можно ограничиваться несколькими избирательными промывками в течение суток. Процесс очистки может быть автоматизирован простым регулятором, состоящим из реле времени, подающего сигналы на включение и отключение приводного электромагнита гидравлического раси ределителя.

Пример. Четыре воздухоохладителя гидрогенератора включены параллельно на самотечную систему технического водоснабжения.

Рабочий напор, подведенный к системе, составляет не менее 1,8 10 Н/м при суммарном расходе !6 кг/с. Воздухоохладители— двухходовые, с трубными пучками длиной

2000 мм при внутреннем диаметре труб !4 мм. Расположение труб треугольное (шахматное) при отношении шага трубного пучка к диаметру 1,25. Рабочая скорость теплоносителя в трубах 0,45 м/с. Требуемая скорость теплоносителя при промывке 4,5 м/с

Период Т=120 ч. Количество труб в трубном пучке л,=60. Количество шариков в одном собирающем коллекторе л„„=56.

В рабочем режиме перепад давления за счет сужения и расширения потока, а также от трения в трубах на двух последовательных трубных пучках составляет

1,01 ° 10 Н/м, т.е. пренебрежимо мал по сравнению с напором, подведенным к системе.

В режиме промывки требуемый суммарный расход по 6 неперекрытым трубам составляет 11,1 кг/с, а требуемый перепад давления на трубных пучках достигнет

0,9 10 Н/м . Одновременно перепад давления на остальной части системы уменьшается приблизительно пропорционально квадрату расхода и составляет не более

0,9 10 Н/м, что при подведенном напоре

1,8 10 Н/м вполне достаточно для обеспечения требуемой промывочной скорости

4,5 м/с.

Таким образом, при кажлой промывке очищаются по 4 наиболее загрязненные трубы кажлого трубного пучка. При этом средний интервал времени т. межлу лвумя слелующими одна за другой избирательными промывками, определенный по предложенному математическому выражению, составляет 8 ч.

Технико-экономические преимушества изобретения заключаются в упрощении устройства лля очистки труб теплообменника и проведении очистки теплообменника без остановки технологического оборудования.

Формула изобретения

1. Способ очистки внутренней поверхности труб теплообменника, заключающийся

20 в избирательной промывке отдельных групп труб путем их поочередного перекрывания шариками из плотного материала и перераспределяемыми двукратным изменением направления движения теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки за счет осуществления непрерывности технологического процесса, интервал времени между двумя следующими одна за другой избирательными промывками выбирают из условия

30 т(т (1 — — ), где т — интервал времени между избирательными промывками труб, мин;

Т вЂ” период между очистками теплооб35 менника, мин; и количество шариков в собирающем коллекторе, шт.; л„— количество труб в трубном пуч-, ке, шт.

2. Устройство для очистки внутренней

4О поверхности труб теплообменника, солержащее теплообменник с трубами, закрепленными в трубных досках, и распрелелительными и собирающими коллекторами, полводящий и отводящий трубопроводы, средства для изменения направления движения теплоносителя, шарики из плотного материала, количество которых меньше числа труб, а диаметр больше внутренне"о диа.метра труб, отличающееся тем, что, целью упрощения конструкции, выходные участки

gp собирающих коллекторов снабжет ы полуэллиптическими решетками, обри ценными выпуклой стороной навстречу ...внжению теплоносителя, а шарики размеии и в собирающих коллекторах межлу тру. <,й доской и решеткой.