RU2420361C2 - Method of cleaning tubes of sediments, system to this end, working medium and device to feed working media into tubes to be cleaned - Google Patents
Method of cleaning tubes of sediments, system to this end, working medium and device to feed working media into tubes to be cleaned Download PDFInfo
- Publication number
- RU2420361C2 RU2420361C2 RU2009116775/21A RU2009116775A RU2420361C2 RU 2420361 C2 RU2420361 C2 RU 2420361C2 RU 2009116775/21 A RU2009116775/21 A RU 2009116775/21A RU 2009116775 A RU2009116775 A RU 2009116775A RU 2420361 C2 RU2420361 C2 RU 2420361C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- tube
- working fluid
- cleaned
- working
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к способу и устройствам очистки труб, в частности, для очистки внутренней поверхности трубок теплообменного оборудования ТЭС от отложений. Преимущественно, предлагаемое изобретение предназначено для использования в конденсаторах пара, сетевых подогревателях, газоохладителях и маслохолодильниках с тонкостенными трубками из медно-никелевых сплавов (МНЖ) или латуни (Л-68) диаметром от 19 мм до 28 мм с толщиной стенки 1 мм и длиной 5-11 метров.The proposed solution relates to a method and device for cleaning pipes, in particular, for cleaning the inner surface of the tubes of heat-exchange equipment of thermal power plants from deposits. Mostly, the present invention is intended for use in steam condensers, network heaters, gas coolers and oil coolers with thin-walled tubes of copper-nickel alloys (MNZH) or brass (L-68) with a diameter of 19 mm to 28 mm with a wall thickness of 1 mm and a length of 5 -11 meters.
В процессе эксплуатации трубки изнашиваются, толщина их стенок уменьшается до 0,3 мм, что существенно ограничивает возможность использования для очистки таких трубок известных способов и устройств.During operation, the tubes wear out, their wall thickness decreases to 0.3 mm, which significantly limits the possibility of using known methods and devices for cleaning such tubes.
Известны и широко применяются для очистки труб от отложений способы, использующие возникающую в потоке жидкости кавитацию, посредством которой происходит разрушение отложений на стенках очищаемой трубы. В частности, известен способ очистки внутренней поверхности труб от отложений и устройство для его реализации по а.с. СССР 1729623, кл. В08В 9/04, 1992 г. Способ заключается в том, что в результате перемещения в очищаемой трубе устройства, содержащего кавитатор, формируются струи жидкости, вызывающие кавитацию. Устройство содержит установленные на одном корпусе струеформирующие лепестковые манжеты и рабочие тела (кавитаторы). Очистка труб осуществляется следующим образом. Устройство с рабочими телами перемещают вдоль трубы. При обтекании конусных кавитаторов водой в потоке развивается кавитация. Газовые пузырьки, перемещаясь вместе с потоком через щели лепестковых манжет, воздействуют на отложения, обеспечивая гидродинамическую очистку внутренней поверхности трубы.Known and widely used for cleaning pipes from deposits are methods that use cavitation occurring in a fluid stream, by which the destruction of deposits on the walls of the pipe being cleaned occurs. In particular, there is a known method of cleaning the inner surface of pipes from deposits and a device for its implementation by AS USSR 1729623, class BVB 9/04, 1992. The method consists in the fact that as a result of movement in the pipe being cleaned of the device containing the cavitator, liquid jets are formed that cause cavitation. The device comprises jet-forming flap cuffs and working bodies (cavitators) mounted on one housing. Pipe cleaning is as follows. The device with the working fluid is moved along the pipe. When water flows around conical cavitators, cavitation develops in the flow. Gas bubbles moving together with the flow through the slots of the petal cuffs act on the deposits, providing hydrodynamic cleaning of the inner surface of the pipe.
Однако в описанном устройстве жесткое крепление на едином корпусе кавитаторов приводит к сильному механическому воздействию на стенки труб, что может привести к их повреждению и поэтому не позволяет использовать данное устройство для очистки тонкостенных трубок малых диаметров.However, in the described device, rigid mounting on a single housing of cavitators leads to strong mechanical stress on the pipe walls, which can lead to damage and therefore does not allow the use of this device for cleaning thin-walled tubes of small diameters.
Известен Способ очистки внутренней поверхности труб и устройств для его осуществления по патенту SU 1618277. Известный способ включает подачу в очищаемую трубу жидкости и продвижение вдоль указанной труби, по крайней мере, одного рабочего тела с развитием в жидкостной среде кавитации. Рабочее тело перемещается в трубе под действием гидравлического давления, которое создают на начальном этапе движения рабочего тела и поддерживают в течение всего времени продвижения рабочим телом очищаемой трубы. Устройство для очистки труб содержит средство подачи в трубу под высоким давлением жидкости (метатель) и средство для хранения и подачи в очищаемую трубу рабочих тел. Рабочее тело представляет собой болванку, например в виде простого цилиндра, выполненную из относительно несжимаемого материала, например, металла, керамики, пластмассы и пр. При этом для очистки труб может быть использовано как одно, так и несколько рабочих тел разного диаметра. Максимальный диаметр рабочих 0,8-1,2 мм меньше диаметра очищаемой трубы. Очистка труб, в основном, происходит за счет гидравлического удара, который распространяется по трубе в виде волны или волн давления. Причиной возникновения гидравлического удара является мгновенная остановка рабочего тела в трубе из-за отложений. Гидравлический удар или волна давления отрывают загрязняющий материал от стенки трубы. Жидкая среда (вода), находящаяся под давлением за рабочим телом, проталкивает по трубе рабочее тело вместе с загрязняющим материалом наружу (колонка 3, стр.15-25). Очистка трубы происходит также мощной кольцевой струей, образующейся перед рабочим телом (колонка 4, стр.10-15) Если имеется большое и вязкое отложение загрязняющего материала, очистку трубы осуществляют в несколько проходов рабочих тел разных диаметров.The known Method of cleaning the inner surface of pipes and devices for its implementation according to patent SU 1618277. The known method includes the supply of fluid to the pipe being cleaned and moving along at least one working fluid with the development of cavitation in a liquid medium. The working fluid moves in the pipe under the action of hydraulic pressure, which is created at the initial stage of the movement of the working fluid and is maintained throughout the entire time the working fluid moves through the pipe being cleaned. A device for cleaning pipes contains means for supplying a pipe with a high pressure fluid (thrower) and means for storing and supplying working bodies to the pipe being cleaned. The working fluid is a blank, for example, in the form of a simple cylinder, made of relatively incompressible material, for example, metal, ceramics, plastic, etc. In this case, one or several working fluids of different diameters can be used to clean the pipes. The maximum diameter of the workers is 0.8-1.2 mm less than the diameter of the pipe being cleaned. Pipe cleaning mainly occurs due to water hammer, which propagates through the pipe in the form of waves or pressure waves. The cause of the hydraulic shock is the instant stop of the working fluid in the pipe due to deposits. Water hammer or pressure wave tear off contaminant from the pipe wall. A liquid medium (water) under pressure behind the working fluid pushes the working fluid along the pipe along with the contaminant outward (
Описанные известные способ и устройство, как и ранее описанные известное решение, не могут быть использованы для тонкостенных трубок малого диаметра по следующим причинам.The described known method and device, as well as the previously described known solution, cannot be used for thin-walled tubes of small diameter for the following reasons.
Величина гидравлического давления, под действием которого продвигается рабочее тело, слишком большое (70-700 кг/см2) и недопустимо для тонкостенных труб малого диаметра, поскольку под действием такого давления возможно разрушение тонкостенных трубок малых диаметров. Под действием гидравлического удара, создаваемого в трубе, стенки труб находятся под воздействием волновой вибрации, которая отрицательно сказывается на сохранности тонких стенок очищаемой трубы. Кроме того, процесс развития гидравлического удара не поддается контролю, и при значительной величине гидравлического удара, который возникает при остановке рабочего тело из-за отложений, возможно разрушение очищаемой трубки.The magnitude of the hydraulic pressure, under the action of which the working fluid moves, is too large (70-700 kg / cm 2 ) and is unacceptable for thin-walled pipes of small diameter, since under the influence of such pressure destruction of thin-walled tubes of small diameters is possible. Under the influence of hydraulic shock created in the pipe, the pipe walls are under the influence of wave vibration, which negatively affects the preservation of the thin walls of the pipe being cleaned. In addition, the process of the development of water hammer is uncontrollable, and with a significant amount of water hammer, which occurs when the working fluid stops due to deposits, destruction of the tube being cleaned is possible.
Кроме того, в известном способе отсутствует механическое воздействие рабочего тела на стенки очищаемых труб (колонка 4, стр.45-50), что снижает эффективность очистки.In addition, in the known method there is no mechanical effect of the working fluid on the walls of the pipes being cleaned (
В основу настоящего изобретения положена задача создать способ очистки внутренней поверхности трубок от отложений и устройство для его реализации, в которых создавались бы такие условия возникновения кавитационного процесса в жидкостной среде и таким рабочим телом, которые обеспечивали бы высокую эффективность очистки тонкостенных трубок малых диаметров без создания больших гидравлических нагрузок на стенки трубок с тем, чтобы предотвратить их разрушение в процессе очистки.The basis of the present invention is to create a method of cleaning the inner surface of the tubes from deposits and a device for its implementation, which would create conditions for the occurrence of a cavitation process in a liquid medium and such a working fluid that would ensure high efficiency of cleaning thin-walled tubes of small diameters without creating large hydraulic loads on the walls of the tubes in order to prevent their destruction during the cleaning process.
Поставленная задача решается тем, что в способе очистки трубок от отложений путем продвижения вдоль трубки, по крайней мере, одного рабочего тела и жидкостной среды с возможностью развития в жидкостной среде кавитации, при этом рабочее тело выполнено из полимерного материала в виде удлиненного вдоль продольной оси тела с круглым поперечным сечением, диаметр которого на 0,8-1,2 мм меньше внутреннего диметра указанной трубки, согласно предлагаемому изобретению рабочее тело вводят в очищаемую трубку под действием давления газо-жидкостной смеси, при этом рабочее тело выполнено с плоскими срезами на торцах под углом к его продольной оси, длина рабочего тела равна 2,5-5 его диаметра, плоские срезы торцов выполнены под углом 30-60° к продольной оси.The problem is solved in that in the method of cleaning the tubes from deposits by moving along the tube, at least one working fluid and a liquid medium with the possibility of development of cavitation in a liquid medium, while the working fluid is made of a polymer material in the form of an elongated along the longitudinal axis of the body with a round cross-section, the diameter of which is 0.8-1.2 mm less than the inner diameter of the specified tube, according to the invention, the working fluid is introduced into the cleaned tube under the influence of gas-liquid cm pressure B, wherein the working fluid is arranged at the ends of slice plane at an angle to its longitudinal axis, the working length of the body is equal to the diameter of 2.5-5, flat sections of the ends of angled 30-60 ° to the longitudinal axis.
Предлагаемый способ очистки внутренней поверхности трубок малых диаметров от отложений основан на использовании гидродинамического процесса, характеризующегося образованием парогазовых полостей (каверн) при уменьшении давления в жидкости и их последующим схлопыванием. В рассматриваемом случае этот кавитационный процесс определяется наличием в жидкости неоднородностей - ядер кавитации (в том числе и мельчайших газовых пузырьков), а также растворенного в жидкости газа. Определенную роль может играть также и возникновение пузырьков на микронеоднородностях на внутренней поверхности очищаемой трубки - пристеночная кавитация. Газопаровые пузырьки, образующиеся на ядрах в результате гетерогенной кавитации и диффузии в них растворенного газа, перемещаясь вместе с потоком жидкости, попадают в зону повышенного давления, где происходит их схлопывание, как в объеме течения, так и на стенках трубки. Результатом этого процесса является развитие кавитационной эрозии, разрушающей (разрыхляющей) отложения. Важнейшим условием возникновения кавитации является наличие в жидкости неоднородностей (мельчайших пузырьков) и растворенного газа. Благодаря созданию повышенного давления газожидкостной смеси для придания импульса движению рабочего тела, газ частично растворен в жидкости, что способствует возникновению кавитации в жидкостной среде в очищаемой трубке.The proposed method for cleaning the inner surface of pipes of small diameters from deposits is based on the use of a hydrodynamic process, characterized by the formation of vapor-gas cavities (caverns) with a decrease in pressure in the liquid and their subsequent collapse. In the case under consideration, this cavitation process is determined by the presence of inhomogeneities in the liquid — cavitation nuclei (including tiny gas bubbles), as well as gas dissolved in the liquid. The emergence of bubbles on microinhomogeneities on the inner surface of the tube being cleaned — parietal cavitation — can also play a role. Gas-vapor bubbles formed on the nuclei as a result of heterogeneous cavitation and diffusion of dissolved gas in them, moving together with the liquid flow, fall into the high pressure zone, where they collapse both in the flow volume and on the tube walls. The result of this process is the development of cavitation erosion, which destroys (loosens) deposits. The most important condition for the occurrence of cavitation is the presence of inhomogeneities (tiny bubbles) and dissolved gas in the liquid. Due to the increased pressure of the gas-liquid mixture to give an impulse to the movement of the working fluid, the gas is partially dissolved in the liquid, which contributes to the occurrence of cavitation in the liquid medium in the pipe being cleaned.
Рабочее тело, изготовленное из полимерного материала с указанными свойствами, является одним из основных элементов, обеспечивающих условия развития гетерогенной кавитации и эрозионное воздействие на отложения на стенках трубок. Рабочее тело, кроме создания условий для возникновения кавитационного процесса при сбросе давления в газожидкостной среде, после входа в очищаемую трубку вращается вокруг своей оси и, прижимаясь передней кромкой к внутренней поверхности трубки, механически воздействует на отложения, удаляя их. Указанные конфигурация и геометрические размеры рабочего тела и значения их параметров определены авторами опытным путем в процессе очистки трубок теплообменного оборудования, с последующей оценкой эффективности проведенных ремонтно-восстановительных работ. Проведенные авторами эксперименты показали, что предлагаемые характеристики рабочего тела являются оптимальными и обеспечивают практически одинаковый положительный эффект.A working fluid made of a polymeric material with the indicated properties is one of the main elements providing the conditions for the development of heterogeneous cavitation and erosive effects on deposits on the walls of the tubes. The working fluid, in addition to creating conditions for the occurrence of a cavitation process when pressure is released in a gas-liquid medium, after entering the pipe being cleaned, rotates around its axis and, pressing the leading edge against the inner surface of the pipe, mechanically acts on deposits, removing them. The indicated configuration and geometric dimensions of the working fluid and the values of their parameters were determined by the authors experimentally in the process of cleaning the tubes of heat-exchange equipment, followed by an assessment of the effectiveness of the repair and restoration work. The experiments performed by the authors showed that the proposed characteristics of the working fluid are optimal and provide almost the same positive effect.
В качестве материала для изготовления рабочего тела может быть использована твердая резина следующих марок: резина МБС (маслобензостойкая), резина ТКМЩ (кислотощелочестойкая), а также резина РПГ (пористая резина) и другие подобные материалы. При этом благодаря тому, что рабочее тело выполнено из достаточно эластичного полимерного материала, большие механические нагрузки на стенки трубок исключены, что предотвращает очищаемые трубки от разрушения в процессе очистки.Hard rubber of the following grades can be used as a material for the manufacture of a working fluid: MBS rubber (oil and petrol resistant), TKMShch rubber (acid and alkali resistant), as well as RPG rubber (porous rubber) and other similar materials. Moreover, due to the fact that the working fluid is made of a sufficiently flexible polymer material, large mechanical loads on the tube walls are excluded, which prevents the tubes being cleaned from destruction during the cleaning process.
За рабочим телом в трубке течет газожидкостная смесь, в которой из-за резкого падения давления до значения, которое может быть и несколько выше давления насыщенного пара (для воды 2338 Па при 20°С), развивается гетерогенная кавитация (как в объеме, так и на стенках трубки). Для создания газожидкостной смеси, под давлением которой рабочие тела подают в очищаемую трубку, в закрытом объеме смешивают жидкость, подаваемую в указанный объем под давлением 4-6 кг, и газ (воздух), подаваемый в указанный объем под давлением 12-16 кг.Behind the working fluid, a gas-liquid mixture flows in the tube, in which, due to a sharp drop in pressure to a value that may be slightly higher than the saturated vapor pressure (for water 2338 Pa at 20 ° C), heterogeneous cavitation develops (both in volume and on the walls of the tube). To create a gas-liquid mixture, under the pressure of which the working fluid is supplied to the tube to be cleaned, in a closed volume, the liquid supplied to the specified volume under pressure of 4-6 kg and the gas (air) supplied to the specified volume under pressure of 12-16 kg are mixed.
Рабочее давление в системах подачи жидкости и газа для создания газожидкостной смеси, дающей импульс движения рабочему телу, определены авторами опытным путем. При этом совместно оптимизировались рабочее давление в системах подачи жидкости (воды) и газа (воздуха) и параметры рабочего тела (длина, диаметр, угол торцевых срезов, плотность материала рабочего тела).The working pressure in the liquid and gas supply systems to create a gas-liquid mixture giving an impulse to the working fluid is determined by the authors experimentally. At the same time, the working pressure in the liquid (water) and gas (air) supply systems and the parameters of the working fluid (length, diameter, angle of end sections, density of the working fluid material) were optimized together.
Целесообразно, чтобы подаваемая в очищаемую трубку жидкость представляла собой смесь воды и химического реагента.It is advisable that the liquid supplied to the tube to be cleaned be a mixture of water and a chemical reagent.
Объем и плотность отложений на внутренней поверхности трубок различного теплообменного оборудования зависят от региона расположения ТЭС и, соответственно, от наличия примесей в воде, проходящей по этим трубкам. Иногда твердость и адгезия отложений настолько высокие, что попытки механическим способом удалить их приводят к повреждению трубок. Поэтому перед очисткой необходимо подвергнуть химическому воздействию отложения с целью их дополнительного разрыхления. Химический реагент, разрыхляя твердые отложения, также способствует газонасыщению жидкостного потока.The volume and density of deposits on the inner surface of the tubes of various heat exchange equipment depend on the region where the TPP is located and, accordingly, on the presence of impurities in the water passing through these tubes. Sometimes the hardness and adhesion of deposits is so high that attempts to remove them mechanically will damage the tubes. Therefore, prior to cleaning, it is necessary to chemically deposit deposits in order to further loosen them. The chemical reagent, loosening solid deposits, also contributes to the gas saturation of the liquid stream.
В качестве химического реагента могут быть использованы поверхностно-активные вещества (ПАВ), каустическая сода или иные химические моющие средства, предназначенные для очистки трубок.As a chemical reagent can be used surface-active substances (surfactants), caustic soda or other chemical detergents designed to clean the tubes.
Целесообразно в очищаемую трубку вводить последовательно с интервалом, по крайней мере, два рабочих тела.It is advisable to introduce at least two working fluids sequentially into the tube to be cleaned.
Количество рабочих тел, последовательно подаваемых в трубку, зависит от степени их загрязнения. Исходя из этих условий, число их варьируется от 1 до 5 штук. Начиная со второго рабочего тела происходит наиболее эффективное комбинированное воздействие на отложения трубок химического реагента, кавитационных пузырьков и самого рабочего тела.The number of working fluids sequentially fed into the tube depends on the degree of contamination. Based on these conditions, their number varies from 1 to 5 pieces. Starting from the second working fluid, the most effective combined effect on deposits of chemical reagent tubes, cavitation bubbles, and the working fluid itself occurs.
Поставленная задача решается также тем, что система для очистки трубок от отложений, содержащая блок подачи жидкости, устройство для подачи рабочих тел в очищаемую трубку и, по крайней мере, одно рабочее тело, выполненное из полимерного материала в виде удлиненного вдоль продольной оси тела с круглым поперечным сечением, диаметр которого на 0,8-1,2 мм меньше внутреннего диметра указанной трубки, согласно предлагаемому решению содержит блок подачи под давлением газа, устройство для подачи рабочих тел в очищаемую трубку выполнено с возможностью соединения с блоками подачи жидкости и газа и введения в очищаемую трубку рабочего тела под действием давления газожидкостной смеси, при этом рабочее тело выполнено с плоскими срезами на торцах под углом к его продольной оси, длина рабочего тела равна 2,5-5 его диаметра плоские срезы торцов выполнены под углом 30-60° к продольной оси.The problem is also solved by the fact that the system for cleaning tubes from deposits, containing a fluid supply unit, a device for supplying working fluid to the cleaned tube and at least one working fluid made of a polymer material in the form of a body elongated along the longitudinal axis with a round the cross section, the diameter of which is 0.8-1.2 mm less than the internal diameter of the specified tube, according to the proposed solution contains a gas pressure supply unit, a device for supplying working fluid to the cleaned tube is made with the possibility of connections to the fluid and gas supply units and introducing the working fluid into the tube to be cleaned under the action of the pressure of the gas-liquid mixture, while the working fluid is made with flat sections at the ends at an angle to its longitudinal axis, the length of the working fluid is 2.5-5 its diameter is flat sections of the ends are made at an angle of 30-60 ° to the longitudinal axis.
Поставленная задача решается также тем, что рабочее тело для очистки трубок от отложений, выполненное из полимерного материала в виде удлиненного вдоль продольной оси тела с круглым поперечным сечением, диаметр которого меньше диаметра очищаемой трубки, согласно предлагаемому изобретению выполнено с плоскими срезами на торцах под углом к его продольной оси, длина рабочего тела равна 2,5-5 его диаметра, плоские срезы торцов выполнены под углом 30-60° к продольной оси.The problem is also solved by the fact that the working fluid for cleaning the tubes from deposits, made of polymer material in the form of elongated along the longitudinal axis of the body with a circular cross-section, the diameter of which is less than the diameter of the cleaned tube, according to the invention is made with flat sections at the ends at an angle to its longitudinal axis, the length of the working fluid is 2.5-5 of its diameter, flat sections of the ends are made at an angle of 30-60 ° to the longitudinal axis.
При этом согласно предлагаемому изобретению устройство для подачи указанных рабочих тел в очищаемую трубку содержит две сообщающиеся между собой камеры, первая камера снабжена штуцером, выполненным с возможностью соединения с источником жидкости, выполнена большим диаметром, чем вторая камера, и включает в себя по крайней мере часть второй камеры, которая снабжена отверстиями на стенке, расположенной внутри первой камеры, при этом вторая камера выполнена с возможностью размещения в ней, по крайней мере, двух рабочих тел и снабжена на одном конце выходным соплом, выполненным с возможностью соединения с очищаемой трубкой, на противоположном конце - штуцером, выполненным с возможностью соединения с блоком подачи под давлением газа, при этом выходное сопло в узкой части выполнено с размерами, при которых обеспечивается прохождение через него рабочего тела под давлением.Moreover, according to the invention, the device for supplying said working fluid to the tube to be cleaned contains two interconnected chambers, the first chamber is equipped with a fitting configured to connect to a fluid source, made larger in diameter than the second chamber, and includes at least a portion the second chamber, which is provided with holes on the wall located inside the first chamber, while the second chamber is arranged to accommodate at least two working bodies and is provided with one at the opposite end, an outlet nozzle configured to connect to the tube to be cleaned, at the opposite end, a nozzle configured to connect to the gas pressure supply unit, while the outlet nozzle in the narrow part is dimensioned so that the working medium passes through it pressure.
Как было указано выше, рабочее тело, изготовленное из полимерного материала с указанными определенными физико-механическими свойствами, является одним из основных элементов, обеспечивающим условия развития гетерогенной кавитации в жидкостной среде в очищаемой трубке и эрозионное воздействие на отложения на стенках трубок.As mentioned above, a working fluid made of a polymeric material with the indicated specific physicomechanical properties is one of the main elements providing the conditions for the development of heterogeneous cavitation in a liquid medium in the pipe being cleaned and erosive effect on deposits on the walls of the pipes.
Наличие в системе блока подачи под давлением газа позволяет создать газожидкостную смесь в устройстве для подачи рабочих тел.The presence in the system of the supply unit under gas pressure allows you to create a gas-liquid mixture in the device for supplying working fluid.
Благодаря такой конструкции устройства, в том числе соотношению диаметров выходного сопла в узкой части (его выходного отверстия) и диаметра рабочего тела обеспечивается возможность создания в указанном устройстве высокого давления газожидкостной смеси для перемещения в устройстве и введению рабочих тел в очищаемую трубку под действием указанного давления газожидкостной смеси.Due to such a device design, including the ratio of the diameters of the outlet nozzle in the narrow part (its outlet) and the diameter of the working fluid, it is possible to create a high-pressure gas-liquid mixture in the said device for moving in the device and introducing the working fluid into the tube to be cleaned under the influence of the specified gas-liquid pressure mixtures.
При этом газожидкостная смесь течет за рабочим телом в очищаемую трубку, в которой из-за резкого падения давления до значения, которое может быть и несколько выше давления насыщенного пара (для воды 2338 Па при 20°С), развивается гетерогенная кавитация (как в объеме, так и на стенках трубки).In this case, the gas-liquid mixture flows behind the working fluid into the pipe being cleaned, in which, due to a sharp drop in pressure to a value that may be slightly higher than the saturated vapor pressure (for water 2338 Pa at 20 ° C), heterogeneous cavitation develops (as in the volume , and on the walls of the tube).
Благодаря созданию в указанном устройстве повышенного давления в газожидкостной смеси газ частично растворен в жидкости, что способствует возникновению кавитации в жидкостной среде в трубке.Due to the creation of increased pressure in the specified device in a gas-liquid mixture, the gas is partially dissolved in the liquid, which contributes to the occurrence of cavitation in the liquid medium in the tube.
Целесообразно, чтобы рабочее тело было выполнено в виде удлиненного вдоль продольной оси тела с круглым поперечным сечением и плоскими срезами на торцах под углом к его продольной оси.It is advisable that the working fluid was made in the form of an elongated along the longitudinal axis of the body with a circular cross section and flat sections at the ends at an angle to its longitudinal axis.
Как было показано выше, рабочие тела с предлагаемыми параметрами обеспечивают оптимальный эффект процесса очистки трубок без создания больших механических и гидравлических нагрузок на стенки очищаемых трубок, с тем чтобы исключить их разрушение.As shown above, the working fluid with the proposed parameters provide the optimal effect of the cleaning process of the tubes without creating large mechanical and hydraulic loads on the walls of the tubes to be cleaned, in order to prevent their destruction.
Наиболее оптимальной авторы считают конструкцию устройства, при которой первая и вторая камеры выполнены в виде соосных цилиндров, при этом первая камера выполнена меньшей длиной, чем вторая, и охватывает среднюю часть второй камеры.The authors consider the design of the device to be the most optimal, in which the first and second chambers are made in the form of coaxial cylinders, while the first chamber is made shorter than the second and covers the middle part of the second chamber.
Для создания высокого давления газожидкостной смеси и обеспечения отдельной подачи в очищаемую трубку жидкости и газа целесообразно, чтобы система содержала пусковые клапаны, устанавливаемые на штуцерах устройства, и обратный клапан, выполненный с возможностью соединения со штуцером или пусковым клапаном первой камеры устройства.To create a high pressure gas-liquid mixture and provide a separate supply of liquid and gas to the tube to be cleaned, it is advisable that the system contains start valves installed on the nozzles of the device and a check valve made with the possibility of connection with the nozzle or start valve of the first chamber of the device.
С целью обеспечения подачи в трубки смеси вода - химический реагент целесообразно, чтобы блок подачи жидкости содержал средство подачи воды и средство подачи химического реагента.In order to ensure the supply of water-chemical reagent mixture to the tubes, it is advisable that the liquid supply unit contains water supply means and a chemical reagent supply means.
В дальнейшем предлагаемое изобретение будет более подробно раскрыто на конкретных примерах его выполнения со ссылками на чертежи, на которых изображены;In the future, the invention will be disclosed in more detail on specific examples of its implementation with reference to the drawings, which depict;
Фиг.1 - схематичная система для очистки трубок от отложений, с частичным разрезом;Figure 1 - schematic system for cleaning the tubes from deposits, with a partial section;
Фиг.2 - показанное на Фиг.1 устройство в процессе выхода рабочего тела;Figure 2 - shown in figure 1, the device in the process of exit of the working fluid;
Фиг.3 - рабочее тело, вид сбоку;Figure 3 - working body, side view;
Фиг.4 - рабочее тело, разрез 3-3.Figure 4 - working fluid, section 3-3.
На Фиг.1 и 2 приведена схема системы для очистки трубок от отложений, реализующей, согласно изобретению, способ очистки трубок от отложений.Figure 1 and 2 shows a diagram of a system for cleaning pipes from deposits, implementing, according to the invention, a method of cleaning pipes from deposits.
Показанная на Фиг.1 система для очистки трубок от отложений содержит устройство 1 для подачи рабочих тел 2 в очищаемую трубку, блок 3 подачи жидкости и блок 4 подачи под давлением газа.The system for cleaning tubes from deposits shown in FIG. 1 comprises a
Устройство 1 для подачи рабочих тел 2 содержит две сообщающиеся между собой камеры: первую камеру 11 и вторую камеру 12. Первая камера 11 имеет больший диаметр, чем вторая камера 12, и охватывает часть второй камеры 12, которая имеет большую длину. Для соединения камер первая камера 11 имеет на каждой вертикальной торцевой стенке отверстие 13, через которые вторая камера 12 проходит сквозь первую камеру 11. При этом первая и вторая камеры 11 и 12 соединены между собой, например, сварным соединением. На стенке 14 второй камеры 12, расположенной внутри первой камеры 11, выполнены отверстия 15, через которые первая и вторая камеры 11 и 12 сообщены между собой. Отверстия 15 могут быть выполнены, например, по периметру второй камеры 12. Наличие отверстий 15 на стенке второй камеры обеспечивает более равномерное ее заполнение жидкостью.The
Первая камера 11 снабжена отверстием 16 со штуцером 161, выполненным с возможностью соединения с блоком 3 подачи жидкости.The
Вторая камера 12 снабжена на одном конце выходным соплом 17, а на противоположном конце - отверстием 18 со штуцером 181, выполненным с возможностью соединения с блоком 4 подачи под давлением газа. Выходное сопло 17 выполнено на конце с фланцем 171 и имеет размеры, обеспечивающие плотное вхождение выходного участка сопла 17 в очищаемую трубку 5 (Фиг 2). Для герметизации соединения очищаемая трубка 5 - сопло 17 могут быть использованы известные средства, например, резиновое кольцевое уплотнение.The
Диаметр выходного отверстия 172 сопла 17 на его выходе (наименьший диаметр сужающегося сопла) несколько меньше диаметра рабочего тела 2, чтобы обеспечивалось его застревание на выходе из сопла и выталкивание (благодаря эластичности материала) при повышении давления в камерах до заданного уровня. Размеры выходного отверстия 172 сопла 17 определяются опытным путем в зависимости от размеров рабочего тела 2.The diameter of the
В предпочтительном варианте первая и вторая камеры 11 и 12 имеют цилиндрическую форму и установлены соосно (на одной оси). При этом вторая камера 12 выполнена с возможностью размещения в ней в один ряд, по крайней мере, двух рабочих тел 2, то есть диаметр второй камеры 12 незначительно больше диаметра рабочего тела, а длина превосходит суммарную длину используемых рабочих тел.In a preferred embodiment, the first and
Предпочтительно, чтобы вторая камера 12 имела длину, обеспечивающую возможность размещения по крайней мере части рабочих тел 2 в задней части 121 второй камеры 12, расположенной за первой камерой 11.Preferably, the
Система содержит пусковые клапаны (не показаны), соединяемые, с одной стороны со штуцерами 161 и 181, а с другой - со шлангами (или трубопроводами) 31 и 41 блоков 3 и 4 подачи жидкости и газа, соответственно. Кроме того, система содержит обратный клапан (не показан), выполненный с возможностью соединения со штуцером 161 первой камеры 11, и/или пусковым клапаном на данном штуцере, и/или шлангом или трубопроводом 31 блока 3 подачи жидкости. Обратный клапан может быть установлен как перед пусковым клапаном (на штуцере), так и после него.The system includes start-up valves (not shown) that are connected, on the one hand, to
Возможно использование известных пусковых клапанов, обеспечивающих возможность отключения и включение подачу жидкости или газа, соответственно. В качестве обратного клапана могут быть использованы известные клапаны, срабатывающие на перепад давлений.It is possible to use known start-up valves, providing the ability to turn off and turn on the supply of liquid or gas, respectively. As a non-return valve, known differential pressure valves can be used.
Блок 3 подачи жидкости содержит соединяемые шлангами (трубопроводами) 31 средство 32 подачи воды под давлением (источник воды), емкость 33 с химическим реагентом и смешивающую систему 34 с насосом-дозатором. Блок 3 подачи воды под давлением включает шланг (трубопровод) 31 с разъемом (не показаны), выполненным с возможностью соединении со штуцером и/или клапанами первой камеры 11.The
В качестве источника подачи воды может быть использована гидравлическая магистраль системы технического водоснабжения или пожаротушения (вспомогательные оборудование на электротепловых электростанциях). Возможно использование иного источника подачи воды. При этом использованы известные схемы соединения емкостей шлангами (трубопроводами).As a source of water supply, the hydraulic line of the technical water supply or fire fighting system (auxiliary equipment at electric thermal power plants) can be used. It is possible to use another source of water supply. In this case, well-known schemes for connecting containers with hoses (pipelines) were used.
Смешивающая система 34 с насосом-дозатором, в качестве которых может быть использовано известное оборудование, задает известным образом расход подачи химического реагента в нужной концентрации.The mixing
В качестве химического реагента могут быть использованы поверхностно-активные вещества (ПАВ), каустическая сода или иные химические моющие средства, предназначенные для очистки трубок.As a chemical reagent can be used surface-active substances (surfactants), caustic soda or other chemical detergents designed to clean the tubes.
Блок 4 подачи газа (воздуха) включает шланг (трубопровод) 41 с разъемом (не показаны), выполненным с возможностью соединении с одной стороны с источником 42 сжатого газа (воздуха), с другой стороны - со штуцером второй камеры и/или пусковым клапаном. В качестве источника сжатого воздуха может быть использована воздушная магистраль вспомогательного оборудования на электро-тепловых электростанциях или иной источник, например, воздушный компрессор.The gas (air)
Рабочее тело 2 (Фиг.3 и 4) выполнено из полимерного материала в виде удлиненного вдоль продольной оси тела с круглым поперечным сечением и плоскими срезами на торцах под углом к его продольной оси.The working fluid 2 (Figs. 3 and 4) is made of a polymeric material in the form of an elongated along the longitudinal axis of the body with a circular cross-section and flat sections at the ends at an angle to its longitudinal axis.
В предпочтительном варианте диаметр рабочего тела 2 на 0,8-1,2 мм меньше внутреннего диметра очищаемой трубки 5, длина рабочего тела равна 2,5-5 его диаметра, плоские срезы торцов выполнены под углом 30-60° к продольной оси.In a preferred embodiment, the diameter of the working
Конфигурация и геометрические размеры рабочего тела 2 определены опытным путем, в процессе очистки трубок 5 теплообменного оборудования, с последующей оценкой эффективности проведенных ремонтно-восстановительных работ. При этом совместно оптимизировались следующие параметры рабочего тела: длина, диаметр, угол торцевых срезов, плотность материала рабочего тела, а также рабочее давление в системах подачи воды и воздуха (газа) в системе и диаметр выходного сечения сопла. Кроме того, объем и плотность отложений на внутренней поверхности трубок различного теплообменного оборудования зависит от региона расположения ТЭС и, соответственно, от наличия примесей в воде, проходящей по этим трубкам. Иногда твердость и адгезия отложений настолько высокие, что попытки механическим способом удалить их приводят к повреждению трубок. Поэтому перед очисткой необходимо подвергнуть химическому воздействию отложения с целью их дополнительного разрыхления. В результате проведенных экспериментов и анализа авторами были получены следующие оптимальные значения параметров, дающие практически одинаковый положительный эффект:The configuration and geometric dimensions of the working
- диаметр рабочего тела на 0,8-1,2 мм меньше внутреннего диметра трубки;- the diameter of the working fluid is 0.8-1.2 mm less than the inner diameter of the tube;
- длина рабочего тела равна 2,5-5 его диаметра;- the length of the working fluid is equal to 2.5-5 of its diameter;
- торцы рабочего тела имеют плоский срез под углом 30-60° к продольной оси;- the ends of the working fluid have a flat cut at an angle of 30-60 ° to the longitudinal axis;
- рабочее гидравлическое давление 4-6 кг/см2;- working hydraulic pressure of 4-6 kg / cm 2 ;
- рабочее пневматическое давление 12-16 кг/см2.- working pneumatic pressure 12-16 kg / cm 2 .
В качестве материала для изготовления рабочего тела может быть использована твердая резина следующих марок: резина МБС (маслобензостойкая), резина ТКМЩ (кислотощелочестойкая), а также резина РПГ (пористая резина).Hard rubber of the following grades can be used as a material for the manufacture of a working fluid: MBS rubber (oil and petrol resistant), TKMShch rubber (acid and alkali resistant), and RPG rubber (porous rubber).
Количество рабочих тел, единовременно помещаемых в камеру устройства, зависит от степени загрязнения трубок и ограничивается размерами самого устройства. Исходя из этих условий, число их варьируется от 2 до 5 штук.The number of working fluids placed in a device chamber at a time depends on the degree of tube contamination and is limited by the size of the device itself. Based on these conditions, their number varies from 2 to 5 pieces.
Способ очистки трубок осущебствляют следующим образом.The method of cleaning the tubes is as follows.
На первом этапе, в зависимости от природы и объемов отложений, подбирают вид моющего средства (химического реагента) и его концентрацию. Если на объекте ранее не проводились работы на теплообменном оборудовании и, соответственно, не известен химический состав примесей воды, тогда по определенной известной методике подбирают наиболее эффективный химический реагент и его концентрацию, после чего настраивают входящий в блок 3 подачи жидкости насос-дозатор для подачи необходимого количества моющего средства.At the first stage, depending on the nature and volume of deposits, the type of detergent (chemical reagent) and its concentration are selected. If the facility has not previously been operated on with heat exchange equipment and, accordingly, the chemical composition of water impurities is not known, then the most effective chemical reagent and its concentration are selected according to a certain well-known technique, after which the metering pump included in the
На втором этапе к штуцеру 161 первой камеры 11 устройства 1 подачи рабочих тел подключают гидравлический трубопровод 31 и емкость 33 с концентратом моющего средства блока 3 подачи жидкости, а к штуцеру 181 второй камеры 12 подключают пневматический трубопровод, шланг 41 от воздушной магистрали блока 4 подачи воздуха (газа). Во вторую камеру 12 помещают два резиновых рабочих тела 2. Таким образом, при наличии в магистралях необходимого давления рабочих сред система готова для работы. Затем конфузор сопла 17 плотно вставляют в очищаемую трубку 5.At the second stage, a
Открывают пусковой клапан на штуцере 161 первой камеры 11, и в первую камеру начинает поступать водный концентрат моющего средства, которое через отверстия 15 во второй камере 12 равномерно течет во вторую камеру 12 и далее через сопло 17 течет в очищаемую трубку 5.The start valve is opened on the fitting 161 of the
Не прекращая подачу жидкости (смеси воды с химическим реагентом), открывают пусковой клапан (не показан) на штуцере 181 второй камеры 12, соединенный со шлангом 41 блока 4 подачи сжатого воздуха, и во вторую камеру 12 начинает поступать газ (воздух).Without stopping the flow of fluid (a mixture of water with a chemical reagent), a start valve (not shown) is opened on the fitting 181 of the
Работой пусковых клапанов управляет оператор, но возможна и автоматизация этого процесса.The operation of the start valves is controlled by the operator, but automation of this process is also possible.
Благодаря геометрическим характеристикам второй камеры 12, взаимному расположению сопла 17 и штуцера 181 рабочие тела 2 перемещаются к соплу 17 и первое рабочее тело 2 перекрывает выходное отверстие 172 (Фиг.2) сопла 17. Давление в камерах 11 и 12 растет, и находящийся в камерах воздух частично растворяется в жидкой среде (при изменении давления от 3 до 5 атм содержание растворенного в воде воздуха меняется от 0.091 до 0.136 г/кг). После выравнивания давлений в обеих камерах 11, 12 и в гидравлической магистрали срабатывает (закрывается) обратный клапан (не показан), соединенный с блоком 3 подачи жидкости. При этом благодаря выравниванию давления по всему объему камер 11 и 12 оставшиеся рабочие тела 2 прекращают свое движение к соплу 17. Дальнейшее увеличение давления, в пределах максимального его значения в воздуховоде, происходит до момента вылета рабочего тела 2 из сопла 17 в очищаемую трубку 5.Due to the geometric characteristics of the
Под действием высокого давления в сообщающихся камерах 11, 12 рабочее тело 2, преодолев узкое выходное сечение конфузорного сопла 17, с большой скоростью влетает в очищаемую трубку 5. За рабочим телом 2 в очищаемую трубку 5 течет газо-жидкостная среда, в которой из-за резкого падения давления до значения, которое может быть и несколько выше давления насыщенного пара (для воды 2338 Па при 20°С) развивается гетерогенная кавитация (как в объеме, так и на стенках трубки).Under the action of high pressure in the communicating
После выхода из камеры 12 первого рабочего тела 2 давление в камерах 11 и 12 падает, что приводит к открытию обратного клапана, соединенного с блоком 3 подачи жидкости, и в камеры 11 и 12 начинает поступать жидкость, а также продолжает поступать воздух. В результате процесс в камерах повторяется, как было описано выше, до вылета второго рабочего тела, и так с каждым последующим телом. Работа (срабатывание) обратных клапанов осуществляется известным образом в автоматическом режиме.After exiting the
После вылета в очищаемую трубку 5 первого рабочего тела 2 образующиеся пузырьки эволюционируют в соответствии с параметрами окружающей среды, в частности, в них диффундирует растворенный в жидкости газ. По мере увеличения давления жидкости пузырьки схлопываются. При схлопывании пузырьков вблизи стенок трубки генерируются кумулятивные высоконапорные струйки, направленные в сторону стенки, которые и разрушают (разрыхляют) слой отложений.After the first working
Разрыхленный химическим и эрозионным способом слой отложений удаляется с поверхности трубки механическим способом, т.к. рабочее тело благодаря своей форме вращается вокруг оси движения и плотно прижимается передней кромкой к внутренней поверхности трубки, что обеспечивает постоянно устойчивое воздействие рабочего тела на слой отложений.The layer of deposits that has been loosened chemically and erosively is removed from the surface of the tube mechanically, because due to its shape, the working fluid rotates around the axis of motion and is pressed tightly by the leading edge to the inner surface of the tube, which ensures a constantly stable effect of the working fluid on the sediment layer.
Таким образом, начиная со второго рабочего тела 2, происходит комбинированное воздействие на отложения трубок химического реагента, кавитационных пузырьков и самого рабочего тела.Thus, starting from the second working
На заключительном этапе очистки трубок, закрывают пусковой клапан, соединенный с блоком 4 подачи газа, отключают смешивающую систему и в очищаемую трубку 5 подают воду без добавления химического реагента.At the final stage of cleaning the tubes, close the start valve connected to the
Переключение пусковых клапанов, а также процесс подачи и отключения подачи химического реагента осуществляет оператор, однако возможно автоматизация процесса.Switching of the starting valves, as well as the process of supplying and disconnecting the supply of a chemical reagent, is carried out by the operator, however, automation of the process is possible.
Таким образом, на этой стадии производится окончательная очистка трубок от отложений и промывка их стенок от химического реагента.Thus, at this stage, the pipes are finally cleaned of deposits and their walls are washed from a chemical reagent.
Каждый из используемых элементов (рабочее тело, воздух, вода, химический реагент) в предлагаемом способе очистки внутренней поверхности трубок имеет по два функциональных назначения.Each of the elements used (working fluid, air, water, chemical reagent) in the proposed method for cleaning the inner surface of the tubes has two functional purposes.
Рабочее тело, кроме создания условий для возникновения кавитационного процесса при сбросе давления в газожидкостной среде после выхода рабочего тела 2 из сопла 17, вращается вокруг своей оси и, прижимаясь передней кромкой к внутренней поверхности трубки 5, механически воздействует на отложения, удаляя их. Срезы на торцах повышают эффективность механического воздействия рабочего тела на отложения без оказания механического вреда стенкам очищаемых трубок.The working fluid, in addition to creating conditions for the occurrence of a cavitation process when pressure is released in a gas-liquid medium after the working
Сжатый воздух, дающий импульс движения рабочему телу 2, под большим давлением частично растворяется в воде, что способствует возникновению кавитации.Compressed air, giving an impulse of movement to the working
Химический реагент, разрыхляя твердые отложения, также способствует газонасыщению водного потока.The chemical reagent, loosening solid deposits, also contributes to the gas saturation of the water stream.
Приведенные выше примеры предпочтительного осуществления изобретения, содержащие указания на отдельные варианты выполнения, не исчерпывают возможных изменений и дополнений, очевидных специалисту в данной области техники, которые не затрагивают существа технического решения, охарактеризованного формулой изобретения.The above examples of the preferred embodiment of the invention, containing indications of individual embodiments, do not exhaust the possible changes and additions that are obvious to a person skilled in the art, which do not affect the essence of the technical solution described by the claims.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116775/21A RU2420361C2 (en) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | Method of cleaning tubes of sediments, system to this end, working medium and device to feed working media into tubes to be cleaned |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116775/21A RU2420361C2 (en) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | Method of cleaning tubes of sediments, system to this end, working medium and device to feed working media into tubes to be cleaned |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009116775A RU2009116775A (en) | 2010-10-27 |
RU2420361C2 true RU2420361C2 (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=44042050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009116775/21A RU2420361C2 (en) | 2009-04-23 | 2009-04-23 | Method of cleaning tubes of sediments, system to this end, working medium and device to feed working media into tubes to be cleaned |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2420361C2 (en) |
-
2009
- 2009-04-23 RU RU2009116775/21A patent/RU2420361C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ИШЛИНСКИЙ А.Ю. Большой энциклопедический словарь. Политехнический. - М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 2000, резина. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009116775A (en) | 2010-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0752282B1 (en) | Method and apparatus for the induction of sonics, subsonics and/or supersonics into the interior of open-ended columns | |
US6527869B1 (en) | Method for cleaning deposits from the interior of pipes | |
RU2641277C1 (en) | Device and method for hydrodynamic cleaning of surfaces based on micro-hydropercussion effect | |
US20040007255A1 (en) | Apparatus and method for cleaning pipelines, tubing and membranes using two-phase flow | |
EP0124107A2 (en) | Fluid jet apparatus and method for cleaning tubular components | |
RU2007144330A (en) | SPRAY NOZZLE, SPRAY INSTALLATION AND METHOD OF OPERATION OF THE SPRAY NOZZLE AND SPRAY INSTALLATION | |
US7926502B1 (en) | Jet ring assembly and method for cleaning eductors | |
KR101073842B1 (en) | Scale removal device for water pipes | |
KR100822354B1 (en) | Scale removal device for water pipes | |
KR200453473Y1 (en) | High pressure homogenizer | |
KR100979550B1 (en) | Scale removal device for water pipes | |
RU2420361C2 (en) | Method of cleaning tubes of sediments, system to this end, working medium and device to feed working media into tubes to be cleaned | |
KR101688638B1 (en) | Apparatus for cleaning organic matter using fine ozone bubble | |
RU2676071C1 (en) | Device for cleaning internal surfaces | |
JP2021090917A (en) | Pipeline washing pig, pipeline washing method, and pipeline washing device | |
JP2677362B2 (en) | Cleaning method and cleaning device for inner wall surface of passage | |
RU2377080C1 (en) | Facility for cleaning internal cavity of pipe line | |
EP1818113B1 (en) | Machine for un-incrusting pipe systems or circuits | |
RU2405635C2 (en) | Device to clean pipeline inner space | |
RU2312718C1 (en) | Pneumogear and the method used for the pipelines cleaning | |
KR101515888B1 (en) | Pipe cleaning method | |
CN111604313A (en) | Annular cleaning gun | |
RU2095274C1 (en) | Underwater head-cavitator for hydrodynamic cleaning of surfaces | |
KR102034562B1 (en) | A micro bubble cleaning system | |
SU1421363A1 (en) | Method and apparatus for degassing liquids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120424 |