RU2346760C2 - Method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices - Google Patents

Method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices Download PDF

Info

Publication number
RU2346760C2
RU2346760C2 RU2006142960/12A RU2006142960A RU2346760C2 RU 2346760 C2 RU2346760 C2 RU 2346760C2 RU 2006142960/12 A RU2006142960/12 A RU 2006142960/12A RU 2006142960 A RU2006142960 A RU 2006142960A RU 2346760 C2 RU2346760 C2 RU 2346760C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchange
excitation
deposits
pulses
supply voltage
Prior art date
Application number
RU2006142960/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006142960A (en
Inventor
Виктор Владимирович Семенкин (RU)
Виктор Владимирович Семенкин
Евгений Алексеевич Петров (RU)
Евгений Алексеевич Петров
ев Александр Николаевич Митюр (RU)
Александр Николаевич Митюряев
Original Assignee
ООО Научно-производственное предприятие "АГРОПРИБОР"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО Научно-производственное предприятие "АГРОПРИБОР" filed Critical ООО Научно-производственное предприятие "АГРОПРИБОР"
Priority to RU2006142960/12A priority Critical patent/RU2346760C2/en
Publication of RU2006142960A publication Critical patent/RU2006142960A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2346760C2 publication Critical patent/RU2346760C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices consists in application of modes of dynamic control of duration, amplitude, resonance frequency, number of control excitation pulses in packet and periodicity of their repetition via microprogrammed control according to individual program of heat exchange device operation, automatic detection of faults in electric circuits and disconnection from power electric circuit.
EFFECT: higher efficiency of deposit formation prevention on working surfaces of heat exchange equipment heating.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ультразвуковой технике и предназначено для очистки, предотвращения и снижения образования накипи и железоокисных отложений на рабочих поверхностях нагрева в теплообменном оборудовании систем технической подготовки носителя.The invention relates to ultrasonic technology and is intended for cleaning, preventing and reducing the formation of scale and iron oxide deposits on working surfaces of heating in heat-exchange equipment of technical preparation systems of the carrier.

Основным носителем теплообменного оборудования выступает вода, жесткость (временная, постоянная) которой определяется концентрацией растворенных в ней солей группы кальция и магния. При нагревании воды до температуры кипения соли временной жесткости образуют нерастворимые соединения, известные как накипь, которая, оседая на рабочие поверхности теплообменных агрегатов, снижает их технические характеристики. Длительное контактирование теплоносителя с рабочими поверхностями подобного оборудования дополнительно развивает процесс образования железоокисных отложений. Среди химических и физических способов защиты теплообменного оборудования от твердых отложений все шире находит применение ультразвуковой метод, который обладает широкими возможностями и эффективностью и постоянно совершенствуется, позволяя получить простое, надежное и недорогое вспомогательное оборудование. Сегодня известны ряд способов по устранению и предупреждению образования твердых отложений в промышленных теплообменных агрегатах с использованием ультразвуковых колебаний.The main carrier of the heat exchange equipment is water, the hardness (temporary, constant) of which is determined by the concentration of salts of the calcium and magnesium groups dissolved in it. When water is heated to the boiling point, salts of temporary hardness form insoluble compounds, known as scale, which, settling on the working surfaces of heat-exchange units, reduces their technical characteristics. Long contact of the coolant with the working surfaces of such equipment further develops the process of formation of iron oxide deposits. Among the chemical and physical methods of protecting heat-exchanging equipment from solid deposits, the ultrasonic method, which has wide capabilities and efficiency and is constantly being improved, is increasingly being used, making it possible to obtain simple, reliable and inexpensive auxiliary equipment. Today, a number of methods are known for eliminating and preventing the formation of solid deposits in industrial heat exchange units using ultrasonic vibrations.

Известен способ создания акустических колебаний по А.с. №1022748 SU, B06B 1/00, БИ №22, 1983, основанный на ударном возбуждении ультразвуковых импульсов на поверхности нагрева теплового агрегата, создаваемого посредством магнитостриктора по импульсному сигналу электрического генератора. При этом сигнал возбуждения с целью увеличения амплитуды механического колебания формируют в виде однонаправленных полупериодов косинусоидального напряжения длительностью от одного до двух полупериодов акустической волны и кратных частоте этих колебаний.A known method of creating acoustic oscillations according to A.S. No. 1022748 SU, B06B 1/00, BI No. 22, 1983, based on the shock excitation of ultrasonic pulses on the heating surface of a thermal unit created by a magnetostrictor by a pulse signal of an electric generator. In this case, the excitation signal in order to increase the amplitude of the mechanical vibration is formed in the form of unidirectional half-periods of cosine voltage with a duration of one to two half-periods of the acoustic wave and multiples of the frequency of these oscillations.

Данный способ имеет недостаточную эффективность в формировании акустических колебаний сложной формы на рабочей поверхности теплообменных агрегатов вследствие неполного использования подводимой и преобразованной энергии источника колебаний (магнитостриктора).This method has insufficient efficiency in the formation of complex-shaped acoustic vibrations on the working surface of heat exchange units due to the incomplete use of the supplied and converted energy of the vibration source (magnetostrictor).

Известен другой способ ультразвуковой очистки теплоагрегатов от отложений по Патенту RU №2141877, В06В 1/08, опубл. 1999.11.27. Способ предназначен для возбуждения ультразвуковых колебаний на рабочих поверхностях теплообменного агрегата через n пар магнитострикторов, на которые подают пачки электрических колебаний от однополупериодного выпрямителя и накопительной емкости, выявляют аварийное состояние пар коммутирующих элементов магнитострикторов при их одновременном открытии по производной тока коммутации и формируют сигнал запрета поступления управляющих импульсов на коммутирующие элементы.There is another method of ultrasonic cleaning of heat aggregates from deposits according to Patent RU No. 2141877, B06B 1/08, publ. 1999.11.27. The method is designed to excite ultrasonic vibrations on the working surfaces of a heat-exchange unit through n pairs of magnetostrictors, to which packets of electric vibrations from a half-wave rectifier and storage capacitance are supplied, the emergency state of pairs of switching elements of magnetostrictors is detected when they are simultaneously opened with respect to the derivative of the switching current and a signal is issued that prohibits the arrival of control pulses on the switching elements.

Известен также способ ультразвуковой очистки теплоагрегатов от отложений по Заявке RU №2004129037/12 A1, B08B 3/12, опубл. 2006.03.10, выбранный в качестве прототипа. Способ предназначен для возбуждения на поверхности теплообменных агрегатов ультразвуковых колебаний сложной формы посредством n магнитострикторов, на которые подают пачки управляющих импульсов, определяют аварийное состояние одновременного открытия пары коммутирующих элементов и вырабатывают сигнал запрета подачи управляющих сигналов на элементы коммутации. В паузах между подачей пачки управляющих импульсов от источника постоянного тока двухполупериодного выпрямления в обмотку возбуждения магнитострикторов подают подмагничивающий ток.There is also a method of ultrasonic cleaning of heat generating units from deposits according to the Application RU No. 2004129037/12 A1, B08B 3/12, publ. 2006.03.10, selected as a prototype. The method is designed to excite ultrasonic vibrations of complex shape on the surface of heat exchangers by n magnetostrictors, to which a packet of control pulses is supplied, determine the emergency state of the simultaneous opening of a pair of switching elements and generate a signal to prohibit the supply of control signals to the switching elements. In the pauses between the supply of a packet of control pulses from a half-wave rectification direct current source, a magnetizing current is supplied to the magnetostrictor field winding.

Известные способы [2, 3] имеют общие недостатки, связанные с невозможностью получения оптимальных управляющих сигналов возбуждения из-за технологического разброса и временного изменения параметров источников акустических колебаний (системы из n магнитострикторов) и режимов работы теплообменного оборудования. В результате затруднительно получить высокую интенсивность ультразвукового облучения рабочих поверхностей оборудования без дополнительных затрат электрической энергии, а значит и эффективную противонакипную обработку теплоносителя. Например, согласно способу [3] амплитуда сложного колебания в виде пачки импульсов может достигать пятикратной величины одинарной амплитуды ультразвукового импульса, что при сложной конфигурации и плохой волнопроводности рабочей поверхности теплообменного агрегата в ряде случаев оказывается недостаточным.Known methods [2, 3] have common disadvantages associated with the inability to obtain optimal control excitation signals due to technological variation and temporary changes in the parameters of acoustic vibration sources (a system of n magnetostrictors) and operating modes of heat exchange equipment. As a result, it is difficult to obtain a high intensity of ultrasonic irradiation of the working surfaces of the equipment without the additional cost of electric energy, and hence effective anti-scale treatment of the coolant. For example, according to method [3], the amplitude of a complex oscillation in the form of a burst of pulses can reach five times the value of a single amplitude of an ultrasonic pulse, which in some cases turns out to be insufficient with a complex configuration and poor wave conductivity of the working surface of the heat exchange unit.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности предотвращения образования отложений на рабочих поверхностях нагрева теплообменных агрегатов.The technical result of the invention is to increase the efficiency of preventing the formation of deposits on the working surfaces of the heating of heat exchange units.

Для достижения технического результата в способе ультразвуковой очистки отложений в теплообменных агрегатах, включающем формирование на нагревающей волнопроводящей поверхности акустических колебаний ультразвуковой частоты сложной формы посредством n магнитострикторов, на двойные обмотки которых подают пачки электрических импульсов возбуждения в пределах полупериода питающего напряжения, выявление аварийного состояния, когда на обмотки какого-либо из n магнитострикторов одномоментно подают электрические импульсы возбуждения, согласно изобретению введением микропрограммного управления процессом возбуждения ультразвуковых колебаний в избирательных точках нагревающей волнопроводящей поверхности с учетом ее конфигурации и контроля амплитуды этих колебаний производят синхронное с фазой питающего напряжения регулирование амплитуды, длительности и количества электрических импульсов возбуждения в пачке за полупериод питающего напряжения, избирательно изменяют частоту формирования пачек электрических импульсов возбуждения и осуществляют изменение частоты следования электрических импульсов возбуждения в пачке по линейному закону в пределах заданного диапазона значений и вырабатывают сигнал отключения от питающего напряжения при возникновении неисправности в силовой электрической цепи. Кроме того, на микропрограммном уровне задают индивидуальную программу формирования ультразвуковых колебаний сложной формы нагревающей волнопроводящей поверхности с учетом ее конфигурации в течение выбранных периода и режима работы оборудования.To achieve a technical result in a method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange units, which includes generating ultrasonic waves of complex shape on the waveguiding surface by means of n magnetostrictors, the double windings of which are supplied with packs of electric excitation pulses within a half-period of the supply voltage, and an emergency state is detected when the windings of any of the n magnetostrictors simultaneously supply electrical excitation pulses with According to the invention, by introducing microprogram control of the process of excitation of ultrasonic vibrations at the selective points of the heating waveguide surface, taking into account its configuration and controlling the amplitude of these oscillations, the amplitude, duration and number of electric pulses of excitation in the packet are synchronized with the phase of the supply voltage over a half-period of the supply voltage, and the formation frequency is selectively changed packs of electrical excitation pulses and carry out a frequency change following electrical excitation pulses in the pack according to a linear law within a given range of values and generate a signal to disconnect from the supply voltage when a malfunction occurs in the power circuit. In addition, at the microprogram level, an individual program is set up for generating ultrasonic vibrations of a complex shape of a heating waveguide surface, taking into account its configuration during the selected period and mode of operation of the equipment.

Заявляемый способ ультразвуковой очистки отложений в теплообменных агрегатах поясняется чертежами. На фиг.1 и фиг.2 приведены зависимости вида σ/σo=f(K) и hнак=f(VH,K,t), подтверждающие эффективность способа.The inventive method of ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange units is illustrated by drawings. Figure 1 and figure 2 shows the dependence of the form σ / σ o = f (K) and h nak = f (V H , K, t), confirming the effectiveness of the method.

Техническая обработка теплоносителя в теплообменных агрегатах согласно заявляемому способу заключается в следующем.Technical treatment of the coolant in heat exchangers according to the claimed method is as follows.

Образование твердых отложений на рабочих поверхностях теплообменных агрегатов изменяет их технические характеристики (потребленную энергию - тепловую, электрическую, расход, долю рециркуляции и выходную температуру теплоносителя) и сокращает сроки безаварийной работы. В то же время известно, что скорость роста пленки отложений зависит от химического состава теплоносителя и асимптотически растет с увеличением таких параметров, как скорость VH движения и частоты (доли) рециркуляции носителя через теплообменный агрегат, напрямую связанных с режимами работы оборудования и конструктивными особенностями. Следовательно, процесс образования твердых отложений является многофакторным и подвержен изменениям во времени. Для его снижения и предотвращения необходим адекватный подход на этапе технической обработки носителя в теплообменных агрегатах промышленного использования.The formation of solid deposits on the working surfaces of heat-exchanging units changes their technical characteristics (consumed energy - heat, electricity, flow rate, proportion of recirculation and the outlet temperature of the coolant) and reduces the time of trouble-free operation. At the same time, it is known that the growth rate of a film of deposits depends on the chemical composition of the coolant and increases asymptotically with increasing parameters such as the speed V H of the motion and the frequency (fraction) of carrier recirculation through a heat exchange unit, directly related to the operating modes of the equipment and design features. Therefore, the process of formation of solid deposits is multifactorial and subject to changes over time. To reduce and prevent it, an adequate approach is necessary at the stage of technical processing of the carrier in industrial heat exchange units.

Для этого в избирательных точках рабочей нагревающей и волнопроводящей поверхности теплообменного агрегата создают акустические колебания требуемой формы и мощности, учитывая ее конфигурацию и режимные параметры. Для получения необходимой мощности (интенсивности) акустических колебаний, например, посредством двухобмоточных магнитострикторов микропрограммно формируют электрические управляющие импульсы возбуждения источников акустических колебаний по заданному закону и осуществляют их амплитудный контроль в заданной зоне волнопроводящей нагревающей поверхности теплообменного агрегата.For this, at the selective points of the working heating and wave-conducting surface of the heat-exchange unit, acoustic vibrations of the required shape and power are created, taking into account its configuration and operating parameters. To obtain the necessary power (intensity) of acoustic vibrations, for example, by means of double-winding magnetostrictors, microprograms generate electrical control pulses of excitation of acoustic oscillation sources according to a given law and perform their amplitude control in a given zone of the wave-conducting heating surface of the heat-exchange unit.

Применение микропрограммного управления формированием зондирующих ультразвуковых колебаний вдоль рабочей поверхности теплообменного оборудования позволяет наиболее полно учитывать многофакторный процесс накипеобразования и эффективно противостоять ему, обеспечивая выполнение следующих операций за весь период регламентной эксплуатации:The use of microprogram control of the formation of probing ultrasonic vibrations along the working surface of heat-exchange equipment makes it possible to fully take into account the multi-factor scale formation process and effectively resist it, ensuring the following operations are performed for the entire period of scheduled operation:

- изменение длительности, амплитуды и периода следования управляющих импульсов возбуждения под индивидуальные параметры источников акустических колебаний (магнитострикторов);- change in the duration, amplitude and period of the control excitation pulses for individual parameters of sources of acoustic vibrations (magnetostrictors);

- формирование пачек управляющих импульсов возбуждения путем установления числа импульсов в пачке, частоты их следования в пачке, периодичности повторения пачек за выбранный период работы оборудования;- the formation of packs of control excitation pulses by establishing the number of pulses in a packet, the frequency of their repetition in a packet, the frequency of repetition of the packets for a selected period of equipment operation;

- введение индивидуальной программы управления источниками акустических колебаний (магнитострикторов) во времени с учетом конфигурации теплообменного агрегата и изменения его технических характеристик и режимов работы;- the introduction of an individual program for managing sources of acoustic vibrations (magnetostrictors) in time, taking into account the configuration of the heat exchange unit and changes in its technical characteristics and operating modes;

- выявление аварийных состояний режима управления и выработка сигнала отключения от силовой электрической цепи.- identification of emergency conditions of the control mode and the generation of a signal to disconnect from the power circuit.

Для получения максимально возможной амплитуды акустических колебаний в рабочей среде объекта (агрегата), во-первых, необходимо сформировать электрический импульс возбуждения оптимальной длительности τи.опт=Lэф/Vв, учитывая размер Lэф зоны эффективного магнитомеханического преобразования и скорость Vв продольной ультразвуковой волны в среде магнитостриктора, т.е. выполнить условие τии.опт, где τи - управляющий импульс возбуждения. При этом параметр Lэф=f(L,a,τи,Vв) функционально связан с конструктивными величинами источника (магнитостриктора) - продольными размерами L его индуктивного преобразователя (обмотки) и его воздушным зазором а.To obtain the maximum possible amplitude of acoustic vibrations in the working medium of an object (unit), firstly, it is necessary to generate an electric pulse of excitation of optimal duration τ i.opt = L eff / V in , taking into account the size L eff of the effective magnetomechanical transformation zone and the velocity V in the longitudinal ultrasonic waves in a magnetostrictor medium, i.e. to fulfill the condition τ and = τ i.opt , where τ and is the control excitation pulse. In this case, the parameter L eff = f (L, a, τ and , V c ) is functionally related to the structural values of the source (magnetostrictor) - the longitudinal dimensions L of its inductive converter (winding) and its air gap a.

Во-вторых, амплитуда управляющих импульсов возбуждения выбирается из условия оптимального потребления электрической энергии и получения требуемой амплитуды (мощности) акустических колебаний в контролируемой точке рабочей нагревающей и волнопроводящей поверхности теплообменного агрегата. Например, такой контроль можно осуществить с помощью датчика акустических колебаний с измерительной цепью.Secondly, the amplitude of the driving excitation pulses is selected from the condition of optimal consumption of electric energy and obtaining the required amplitude (power) of acoustic vibrations at a controlled point on the working heating and waveguiding surface of the heat exchange unit. For example, such control can be carried out using an acoustic vibration sensor with a measuring circuit.

В-третьих, выбор частоты возбуждения источника акустических колебаний (магнитостриктора) проводится на основании учета геометрических размеров и формы его пакета и концентратора по известным зависимостям [см., например, Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках - М.: Энергоатомиздат, 1985. - С.113].Thirdly, the choice of the excitation frequency of the source of acoustic vibrations (magnetostrictor) is based on the geometric dimensions and shape of its packet and concentrator according to known dependencies [see, for example, Tebenikhin E.F. Non-reagent methods of water treatment in power plants - M .: Energoatomizdat, 1985. - P.113].

Использование микропрограммного управления дает возможность произвести оптимизацию входных акустических колебаний ультразвуковой частоты в среде объекта программными средствами без замены средств дополнительного электронного оборудования под индивидуальные параметры исполнительных элементов (магнитострикторов), которые помимо технологического разброса на этапе изготовления имеют тенденцию временного дрейфа параметров (старение, влияние окружающей среды и т.п.). Поэтому предлагаемый подход динамической поднастройки формы и частоты управляющих импульсов возбуждения в процессе работы теплообменного оборудования является актуальным и новым относительно известных подходов [1-3].The use of microprogram control makes it possible to optimize the input acoustic vibrations of ultrasonic frequency in the environment of the object by software without replacing the means of additional electronic equipment for the individual parameters of the executive elements (magnetostrictors), which, in addition to the technological spread at the manufacturing stage, tend to temporarily drift parameters (aging, environmental influences) etc.). Therefore, the proposed approach of dynamically adjusting the shape and frequency of control excitation pulses during operation of the heat exchange equipment is relevant and new relative to the known approaches [1-3].

Увеличить интенсивность (мощность) акустических колебаний ультразвуковой частоты рабочей поверхности теплообменных агрегатов возможно за счет формирования серии (пачки) из m электрических импульсов возбуждения, следующих с заданной частотой, как это предложено в [2, 3].It is possible to increase the intensity (power) of acoustic vibrations of the ultrasonic frequency of the working surface of heat-exchanging units due to the formation of a series (pack) of m electric excitation pulses following at a given frequency, as suggested in [2, 3].

В предлагаемом способе для получения наибольшей эффективности снижения и предотвращения образования твердых отложений на технологическом объекте количество К импульсов в пачке выбирается программно и избирательно, например, в диапазоне от К=1 до К=50 за каждый полупериод сетевого напряжения, в зависимости от волнопроводящих свойств и конфигурации рабочей нагревающей поверхности. Оптимальная частота следования импульсов в серии выбирается из условия F=1/2·τи.опт. Это позволяет формировать акустические колебания повышенной амплитуды (фиг.1)In the proposed method, in order to obtain the greatest efficiency of reducing and preventing the formation of solid deposits on the technological object, the number of K pulses in the packet is selected programmatically and selectively, for example, in the range from K = 1 to K = 50 for each half-period of the mains voltage, depending on the wave-conducting properties and configurations of the working heating surface. The optimal pulse repetition rate in the series is selected from the condition F = 1/2 · τ i.opt . This allows you to generate acoustic vibrations of increased amplitude (figure 1)

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где σi(t)=kиσo(t)·exp(-β·Lo) - деформационное напряжение одинарной ультразвуковой волны σo(t) в точке Lo суперпозиционного сложения с коэффициентом интерполяции kи результирующей волны и декрементом затухания β, при оптимальном режиме энергопотребления дополнительного оборудования.where σ i (t) = k and σ o (t) · exp (-β · L o ) is the deformation stress of a single ultrasonic wave σ o (t) at the point L o of superposition addition with an interpolation coefficient k and the resulting wave and damping decrement β, with the optimal power consumption mode of additional equipment.

Для формирования акустических колебаний сложной формы одновременно в n точках рабочей поверхности теплообменного агрегата (посредством n магнитострикторов), используя пачку управляющих импульсов возбуждения, частоту F их следования программно изменяют по закону линейной частотной модуляции (ЛЧМ) в диапазоне ΔF=F±ξ изменения резонансных свойств ξ источников акустических колебаний (магнитострикторов) вследствие технологического разброса и изменения параметров. Это обеспечивает плавное включение дополнительного оборудования и эффективное управление системой источников акустических колебаний без предварительной разбраковки по резонансным свойствам перед использованием в составе дополнительного оборудования и отличает от известных подходов [2, 3].To generate complex-shaped acoustic vibrations simultaneously at n points on the working surface of the heat-exchange unit (using n magnetostrictors), using a packet of control excitation pulses, their repetition rate F is programmatically changed according to the law of linear frequency modulation (LFM) in the range ΔF = F ± ξ of the change in resonance properties ξ sources of acoustic vibrations (magnetostrictors) due to technological variation and changes in parameters. This ensures a smooth inclusion of additional equipment and efficient control of the system of sources of acoustic oscillations without preliminary sorting by resonance properties before use as part of additional equipment and distinguishes them from known approaches [2, 3].

Известные способы ультразвуковой очистки твердых отложений в теплообменном оборудовании [1-3] предполагают формирование электрических управляющих импульсов возбуждения в диапазоне резонансных частот ΔF=18-44 кГц источников акустических колебаний с периодом повторения пачек [2-3] импульсов силовой сети

Figure 00000002
Предлагаемый способ позволяет на микропрограммном уровне устанавливать периодичность формирования пачек управляющих импульсов возбуждения с учетом особенностей теплообменного оборудования и режима его работы с сохранением заданной интенсивности ультразвуковых колебаний. Это достигается выполнением программы по установлению в динамическом режиме количества К импульсов в пачке и частоты Fоп их повторения, чем и обеспечивается снижение излучаемого шума в окружающее пространство в 1,5-2 раза относительно известных подходов [1-3], создавая благоприятные условия работы обслуживающему персоналу. Например, использование перечисленных выше режимов позволяет снизить частоту повторения пачек импульсов возбуждения до значений Fоп≤1,0 Гц.Known methods for ultrasonic cleaning of solid deposits in heat exchange equipment [1-3] involve the formation of electrical control excitation pulses in the resonance frequency range ΔF = 18-44 kHz of acoustic oscillation sources with a repetition period of packs [2-3] of power network pulses
Figure 00000002
The proposed method allows you to set the frequency of the formation of packs of control excitation pulses at the microprogram level, taking into account the features of the heat exchange equipment and its operation mode while maintaining the specified intensity of ultrasonic vibrations. This is achieved by executing a program to establish in a dynamic mode the number K of pulses in a packet and the frequency F op of their repetition, which ensures a reduction in the emitted noise into the environment by 1.5–2 times relative to known approaches [1-3], creating favorable working conditions attendants. For example, the use of the above modes allows to reduce the repetition rate of packs of excitation pulses to values of F op ≤1.0 Hz.

Немаловажным фактором предлагаемого способа является возможность задания индивидуальной программы формирования акустических колебаний сложной формы рабочей поверхности теплообменных агрегатов в течение всего периода их работы. В результате повышается эффективность вспомогательного оборудования (фиг.2) вследствие учета многофакторности процесса отложения твердых соединений на рабочих поверхностях теплообменного технологического оборудования и плавного перехода между режимами управления. Это отличает предлагаемый способ от известных [1-3].An important factor of the proposed method is the ability to set an individual program for the formation of acoustic vibrations of complex shape of the working surface of heat-exchange units during the entire period of their operation. As a result, the efficiency of auxiliary equipment is increased (Fig. 2) due to the multifactorial nature of the deposition of solid compounds on the working surfaces of heat-exchange process equipment and a smooth transition between control modes. This distinguishes the proposed method from the known [1-3].

Безаварийная работа теплообменного и вспомогательного оборудования в течение продолжительного периода времени возможна при выявлении аварийных ситуаций в силовых цепях коммутации последних. Следствием является автоматическое отключение вспомогательного антинакипного оборудования от электрической силовой цепи до устранения выявленной неисправности по сигналу аварийного отключения, чем достигается повышение надежности и электробезопасности оборудования. Аналогичные операции отсутствуют в известных способах [2, 3].The trouble-free operation of the heat exchange and auxiliary equipment for a long period of time is possible when identifying emergency situations in the power switching circuits of the latter. The consequence is the automatic disconnection of auxiliary anti-scale equipment from the electric power circuit until the identified malfunction is eliminated by an emergency shutdown signal, thereby increasing the reliability and electrical safety of the equipment. Similar operations are absent in the known methods [2, 3].

Таким образом, использование режимов динамического регулирования длительности, амплитуды, резонансной частоты, числа управляющих импульсов возбуждения в пачке и периодичности их повторения через микропрограммное управление по индивидуальной программе работы теплообменного агрегата повышает эффективность ультразвукового метода очистки от твердых отложений на рабочих поверхностях при оптимальных затратах электрической энергии, а также способствует расширению функциональных возможностей по использованию, чем и отличает предлагаемый способ от известных аналогов и прототипа, позволяя обеспечить достижение положительного эффекта.Thus, the use of dynamic control modes for the duration, amplitude, resonance frequency, number of control excitation pulses in a packet and the frequency of their repetition through microprogram control using an individual program of operation of a heat exchange unit increases the efficiency of the ultrasonic method for cleaning solid deposits on working surfaces at optimal costs of electric energy, and also contributes to the expansion of functionality for use, which distinguishes the offer my method from known analogues and prototype, allowing to achieve a positive effect.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявкиSources of information taken into account when preparing the application

1. А.с. №1022748 SU, B06B 1/00, БИ №22, 1983.1. A.S. No. 1022748 SU, B06B 1/00, BI No. 22, 1983.

2. Патент RU №2141877, В06В 1/08. Опубл. 1999.11.27.2. Patent RU No. 2141877, B06B 1/08. Publ. 1999.11.27.

3. Заявка RU №2004129037/12 A1, B08B 3/12. Опубл. 2006.03.10. Прототип.3. Application RU No. 2004129037/12 A1, B08B 3/12. Publ. 2006.03.10. Prototype.

Claims (2)

1. Способ ультразвуковой очистки отложений в теплообменных агрегатах, заключающийся в формировании на нагревающей волнопроводящей поверхности акустических колебаний ультразвуковой частоты сложной формы посредством n магнитострикторов, на двойные обмотки которых подают пачки электрических импульсов возбуждения в пределах полупериода питающего напряжения, выявлении аварийного состояния, когда на обмотки какого-либо из n магнитострикторов одномоментно подают электрические импульсы возбуждения, отличающийся тем, что введением микропрограммного управления процессом возбуждения ультразвуковых колебаний в избирательных точках нагревающей волнопроводящей поверхности с учетом ее конфигурации и контроля амплитуды этих колебаний производят синхронное с фазой питающего напряжения регулирование амплитуды, длительности и количества электрических импульсов возбуждения в пачке за полупериод питающего напряжения, избирательно изменяют частоту формирования пачек электрических импульсов возбуждения, осуществляют изменение частоты следования электрических импульсов возбуждения в пачке по линейному закону в пределах заданного диапазона значений и вырабатывают сигнал отключения от питающего напряжения при возникновении неисправности в силовой электрической цепи.1. The method of ultrasonic cleaning of deposits in heat-exchange units, which consists in the formation of acoustic waves of complex shape on the heating wave-conducting surface by n magnetostrictors, to the double windings of which they supply packs of electrical excitation pulses within a half-period of the supply voltage, to identify an emergency state when - out of n magnetostrictors simultaneously, electrical excitation pulses are supplied, characterized in that by introducing a micro Program control of the process of excitation of ultrasonic vibrations at the selective points of the heating waveguide surface, taking into account its configuration and controlling the amplitude of these oscillations, synchronizes with the phase of the supply voltage the amplitude, duration and number of electrical pulses of excitation in the packet for half a period of the supply voltage, selectively change the frequency of formation of the packet of electrical pulses excitation, carry out a change in the frequency of the electrical impulses in Excitations in the pack according to a linear law within a given range of values and generate a disconnect signal from the supply voltage when a malfunction occurs in the power circuit. 2. Способ ультразвуковой очистки отложений в теплообменных агрегатах по п.1, отличающийся тем, что на микропрограммном уровне задают индивидуальную программу формирования ультразвуковых колебаний сложной формы нагревающей волнопроводящей поверхности с учетом ее конфигурации в течение выбранных периода и режима работы оборудования. 2. The method of ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange units according to claim 1, characterized in that at the microprogram level, an individual program for generating ultrasonic vibrations of a complex shape of a heating waveguide surface is set up taking into account its configuration during the selected period and mode of operation of the equipment.
RU2006142960/12A 2006-12-04 2006-12-04 Method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices RU2346760C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006142960/12A RU2346760C2 (en) 2006-12-04 2006-12-04 Method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006142960/12A RU2346760C2 (en) 2006-12-04 2006-12-04 Method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006142960A RU2006142960A (en) 2008-06-10
RU2346760C2 true RU2346760C2 (en) 2009-02-20

Family

ID=39581198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006142960/12A RU2346760C2 (en) 2006-12-04 2006-12-04 Method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2346760C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021207299A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 Rheem Manufacturing Company Systems and methods for preventing and removing chemical deposits in a fluid heating device
RU2807622C1 (en) * 2023-01-20 2023-11-17 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория инновационных материалов и технологий" Method for ultrasonic cleaning using ultrasonic vibrations

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021207299A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 Rheem Manufacturing Company Systems and methods for preventing and removing chemical deposits in a fluid heating device
US11732927B2 (en) 2020-04-09 2023-08-22 Rheem Manufacturing Company Systems and methods for preventing and removing chemical deposits in a fluid heating device
RU2807622C1 (en) * 2023-01-20 2023-11-17 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория инновационных материалов и технологий" Method for ultrasonic cleaning using ultrasonic vibrations

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006142960A (en) 2008-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sebtahmadi et al. A PSO-DQ current control scheme for performance enhancement of Z-source matrix converter to drive IM fed by abnormal voltage
CN1157845C (en) Non-synchronous motor parameter identification method
JP4089949B2 (en) Scale removal method and scale removal apparatus
Li et al. Influence of sleeve thickness and various structures on eddy current losses of rotor parts and temperature field in surface mounted permanent‐magnet synchronous motor
RU2346760C2 (en) Method for ultrasonic cleaning of deposits in heat exchange devices
Zhang et al. A fast and accurate frequency tracking method for ultrasonic cutting system via the synergetic control of phase and current
Hussin et al. Modeling and validation of brushless DC motor
Praharsena et al. Evaluation of hysteresis loss curve on 3 phase induction motor by using cascade feed forward neural network
KR101435223B1 (en) Method for operating a converter circuit
US20210220839A1 (en) Electric dust collector
RU2325958C1 (en) Device of ultrasonic cleaning of deposits in heat-exchanging units
RU63561U1 (en) ULTRASONIC DEVICE CONTROL UNIT FOR CLEANING DEPOSITS IN HEAT UNITS
RU2549917C2 (en) Ultrasonic cleaner of deposits in heat exchangers
KR100704421B1 (en) Three-dimensional electronic anti-fouling device and method thereof
Khmelev et al. Design features of electronic generators for radiators intended for influence on gas media
RU2429203C1 (en) Water treatment device
CN109302108A (en) A kind of Generation of induction motor control method and system
Gavrilov et al. Main features of using the shock pulse method for vibration diagnostics of turbogenerator stators
Datta et al. Simulation of Static Frequency Converter for Synchronous Machine Operation and Investigation of Shaft Voltage
RU2287381C2 (en) Method for ultrasonic cleaning of heat generating aggregates by removing deposits and apparatus for performing the same
CN102497159A (en) Alternating current frequency conversion control method suitable for vibrating stress relief
Bangyou et al. Fault diagnosis algorithm for 3-phase passive rectifiers based on frequency-domain analysis for acceleration grid power supply in CFETR NBI system
RU2196646C2 (en) Ultrasonic device for cleaning heat exchange aggregates and protecting them against deposits
CN201842701U (en) Cooling water electrification unit
Tomchev et al. Instalation For Induction Heating For Testing Thermo Sensors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171205