Способ очистки и пассивации внутренней поверхности теплообменных труб

 

Изобретение относится к области химической очистки внутренней поверхности теплообменных труб. Предлагается способ очистки поверхности, обеспечивающий одновременно ее пассивацию, включающий обработку нагретой до 50 - 200^oС обессоленной водой, которую насыщают смесью кислорода с углекислым газом до концентрации обоих компонентов выше пределов их растворимости в диапазоне вышеуказанных температур нагрева воды. 1 ил.

Изобретение относится к способу подготовки стальных элементов теплообменного оборудования к последующей эксплуатации энергоустановок и может быть использовано в энергетике.

Известен способ очистки теплообменной поверхности от отложений путем ее обработки водой, насыщенной углекислым газом [1] Известен также способ очистки внутренней поверхности теплообменных труб, обеспечивающий и ее пассивацию, сущность которого заключается в обработке поверхности обессоленной водой, нагретой до 350 400^oС и насыщенной кислородом [2] Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ [2] Недостатком этого способа является необходимость нагрева воды до температуры не менее 350^oС, что связано со значительными энергозатратами.

Для устранения недостатка прототипа предлагается способ очистки и пассивации внутренней поверхности стальных теплообменных труб, включающий ее обработку нагретой до 50 200^oС обессоленной водой, насыщенной кислородом и углекислым газом, с достижением концентраций обоих компонентов выше пределов их растворимости в диапазоне вышеуказанных температур нагрева воды.

Экспериментальная проверка эффективности предложенной обработки поверхности проводилась на установке (см. чертеж). В стеклянном стакане 1 размещалась трубка из органического стекла 2, внутри которой устанавливалась стальная трубка 3 (образец из трубы нижней радиационной части котла) с отложениями на внутренней поверхности. Благодаря применению пробок 4, наружная поверхность трубки 3 изолировалась от находящейся в стакане среды. У выходного отверстия стальной трубки устанавливался термометр 5, а во входное отверстие в ее нижней части через стеклянную трубку 6 подавалась смесь газов O₂ и CO₂. Собранная ячейка размещалась в стакане на подставке 7. Нагрев обессоленной воды в стакане производился на водяной бане с помощью электроплитки 8. Смешение газов осуществлялось в тройнике 9. Для создания бани в емкость 10 наливалась обычная вода, стакан термоизолировался фарфоровой подставкой 11.

При кипении воды в водяной бане в стакане создавались термостатические условия (температура в нем поддерживалась на уровне 85^oС). Барботирование пузырьков газовой смеси способствовало перемешиванию и обновлению воды внутри трубки 3. Продолжительность каждого опыта соcтавляла 6 часов.

Количество отложений на испытуемых и контрольном образцах определялось гравиметрически: рыхлых после снятия их твердой резинкой, плотных после удаления электрохимическим методом.

Результаты экспериментов показали, что после водно-кислородно-углекислотных обработок, проведенных при разном содержании кислорода в растворе, удельная масса отложений на поверхности стали уменьшалась. При одновременной подаче кислорода и углекислого газа в раствор с доведением концентрации кислорода до [O₂] ≥40 мг/л суммарная масса отложений уменьшилась на 7% рыхлых 52% и плотных на 3% Барботирование пузырьков СO₂ на уровне 8 мг/л, привело к уменьшению суммарной массы отложений на 14, рыхлых и плотных отложений соответственно на 33 на 12% Как показали выполненные эксперименты, при одновременном воздействии на оксидированную стальную поверхность кислорода и углекислого газа, концентрации которых в обессоленной воде превышают пределы растворимости, эффективно удаляются рыхлые отложения, при этом сохраняется пассивирующее действие кислорода на прилегающие к металлу плотные отложения.

Предлагаемый способ водно-кислородно-углекислотной обработки стальных теплообменных труб позволяет проводить очистку поверхности от отложений и одновременно обеспечивать ее паcсивацию при температурах 50 200^oС.

Формула изобретения

Способ очистки и пассивации внутренней поверхности стальных теплообменных труб, включающий ее обработку нагретой обессоленной водой, насыщенной кислородом, отличающийся тем, что воду нагревают до температуры 50 - 200^oС, при этом ее дополнительно насыщают углекислым газом путем подачи его в смеси с кислородом с достижением концентраций обоих компонентов выше пределов их растворимости в диапазоне вышеуказанных температур нагрева воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1