Главная >  Энергосбережение 

 

Электродинамические декальцификаторы. Тема, вынесенная взаголовок, относится к непростым вопросам,поскольку многие аппараты не оправдалиожиданий. Не так давно для электроннойдекальцификации стала применяться новаятеоретическая база. Некоторые результаты иопыт эксплуатации такой техники даютоснования с большим оптимизмом отнестись кданной технологии.
В настоящее время торговляпредлагает множество аппаратов,предназначенных для физической очисткиводы. Все их можно разделить на следующиегруппы: устройства с постоянными магнитами,электролитические, электромагнитные содинарным и двойным действием иэлектродинамические. Для последней изперечисленных групп была разработанаоригинальная электронная система,отличающаяся от всех других способомгенерации электрического поля вгидравлическом контуре.
Здесь, как и в иных аналогичныхустройствах, используется высокочастотныйисточник напряжения, но в отличие отпрежних напряжение, индуцируемое в воде,создается посредством трансформатора сферритовым сердечником.
В первичной обмоткетрансформатора генерируютсявысокочастотные импульсы напряжения,которые во вторичной обмотке, составляемойгидравлическим контуром, индуктируютнапряжение, расходящееся по всемутрубопроводу и даже на смежные системы.
Таким образом, основноепреимущество такого способа в том, чтодекальцинирующий эффект возникает нетолько вблизи точки установки устройства,но и распространяется на весьгидравлический контур. При этом эффектсохраняется в том числе, когда вода стоит.
Теоретически в планеэлектричества большую частьгидравлических систем можно рассматриватьв качестве открытых контуров.
Чтобы генерироватьэлектрический ток в открытом контуренеобходимо располагать высокочастотнымгенератором и проводником, который будетдействовать в качестве радиоантенны,генерируя стоячую волну. При средней длинедомашнего гидравлического контура 60 м иисходном напряжении 10 В на 200 кГц мы получимв оконечной зоне контура напряжение 2,49 В.
Такое напряжение междуоконечными участками гидравлическойсистемы порождает переменный потокэлектронов от одного конца к другому.Образно говоря, принцип действия такогоустройства сопоставим с действиемреверсивного насоса, который гоняетэлектроны из конца в конец в обоихнаправлениях. В рассматриваемом примерепиковое напряжение составит 5 В.

 

Massimo Gozzi

 

Обычно даже стараянакипь может удаляться посредствомпредлагаемой системы. Время, необходимоедля удаления, определяется количествамиотложений, пористостью камня, типомотложений и скоростью движения воды, атакже ее температурой и давлением. Вбольшинстве случаев, если накипь имеетнебольшую толщину, отложения кальциярастворяются в первые же 3 месяца.
Эти факторы, однако, не дают 100%гарантии очищения системы в любом случае.Следует учитывать, что система, гдетрубопровод имеет небольшую протяженностьи значительные отложения кальция либопластинчатый теплообменник покрытсолидным слоем известкового камня, можетпопросту засориться частицами удаленнойнакипи. В таких случаях рекомендуетсядекальцификация и промывка системы спредварительной установкой сетчатогофильтра.
В бытовой водопроводной сетииспользование электродинамическойдекальцификации может привести к тому, чтона протяжении первых трех месяцев работыпосле установки устройства в водяномконтуре из кранов будет литься вода сизвестковым песком. Применение в сетисистемы электродинамическойдекальцификации само по себе не может бытьпричиной коррозии либо утечек, однако судалением накипи вода приходит всоприкосновение с металлическойповерхностью и может привести к утечке научастках резьбовых соединений.
В охлаждающих башнях и иныхсистемах, где происходит испарение воды,концентрация кальция будет расти, в силучего здесь потребуется установить фильтр (кпримеру, на 50 мк), а также произвести общуюпромывку для удаления кальция из системы.

 

Удаление известковых отложений

 

Описываемая системасостоит из трех основных компонентов:
- источник питания;
- генератор сигнала;
- ферритовый магнитный контур.
В бытовых моделях магнитныйконтур образован двумя подковообразнымиферритовыми сердечниками, установленными вкожухе генератора сигналов. Кожухферритового сердечника раскрывается начасти, чтобы его можно было надеть наводопроводную трубу.
Монтаж устройства на водогрейныеколонки, настенные отопительные котлы ииные электробытовые приборыпредусматривает подключение к источникупитания посредством кабеля и соединителя.
Как правило, в бытовой системе снастенным отопительным котлом устройствомонтируется на участке подачи в негохолодной воды. Такое решение, явно самоелогичное, может тем не менее оказатьсяневозможным, если подающая трубарасполагается вне зоны досягаемости либоимеющееся пространство недостаточно дляустановки устройства. Тогда его можносмонтировать на трубе душа иливодопроводного крана, поскольку, как былоотмечено выше, электромагнитный сигналраспространяется как вверх, так и вниз отгенератора сигналов.
Электромагнитный сигналустройства электродинамическойдекальцификации может проходить не толькопо жилищу, где оно установлено, но идостигать соседнего.
Данное устройство удаленияизвестковых отложений находит применениене только в бытовых водопроводных сетях итеплостанциях. Оно используется вхимической и нефтехимическойпромышленности на рабочих теплообменникахи охлаждающих башнях, системахкондиционирования и пр. В промышленныхмоделях генератор сигналов монтируется наводопроводной трубе в герметичномконтейнере. Магнитный контур образуетсянесколькими соединенными между собойсердечниками, охватывающими прокачивающуюлинию.
Монтаж на теплостанциипроизводится по тем же критериям, которыеиспользуются при работе с настеннымиотопительными котлами.
Наличие резервуаров большойемкости, песочных или аналогичных фильтрови клапанов из ПВХ либо иных непроводящихматериалов в известной мере ограничиваютпрохождение электромагнитных сигналов.Стало быть, устройство следует монтироватьна определенном удалении от сетевыхкомпонентов такого рода. Рис. Система электродинамического удаления известковых
отложений. Состоит из высокочастотного генератора и проводника,
генерирующих стоячую волну.

 

Способ установки

 

Рассмотрим три случаяиспользования электродинамической системыудаления известковых отложений,определяющие для эксплуатационников ипроектировщиков отправные точки длясопоставления данных примеров с инымипохожими случаями.

 

Опыт эксплуатации

 

Целью испытаний была проверкаэффективности электродинамической системыудаления известковых отложений при очисткеводы, поступающей из охлаждающей башни,контроль показателей уровня коррозии натеплообменниках и водопроводных трубах.
Поставленная задача и полученныерезультаты должны были лечь в основурекомендаций по организации очистки водына перспективных сетях.
Последние 10 лет в очистке водыгидравлических сетей используютсяполифосфаты, – для предотвращенияобразования неорганических отложений,летучих осаждений и других осадков, –пришедшие на замену хрому и цинку,применявшимся в качестве антикоррозийныхминеральных солей. Такая очистка позволяетсущественно ограничить рост водорослей ибактерий. Рис. Напряжение, индуктируемое в воде, создается посредством
трансформатора с ферритовым сердечником

 

Охлаждающая башня

 

Эффективность такихдобавок, однако, достаточно сомнительна.Мнения пользователей о них весьмапротиворечивы. К тому же и стоят онидовольно дорого.
Исходя из этих соображений былорешено провести испытания с применениемновой электрофизической технологии,которая должна была заменить прежний методхимической очистки. В качестве задачиспытательных работ были поставлены:
- снижение (по сравнению схимическими препаратами) стоимостныхпоказателей;
- сокращение процедурыежедневного технического обслуживания,обусловленной использованием химическойочистки, специалистами эксплуатационнойорганизации и испытательной лаборатории. Рис. Электродинамическая система удаления кальциевых отложений для применения в бытовой отопительной сети

 

С учетом того, что власти сегодняужесточают требования к условиямприменения химических загрязняющихвеществ и тяжелых металлов, имея цельюснизить ущерб, наносимый окружающей среде,производители химических препаратовразработали новые составы с добавками наорганической основе, не являющиеся, позаявлению производителей, вредными дляокружающей среды. Рис. Типовая схема установки электродинамической системы удаления известковых отложений на сети с настенным отопительным котлом. Для домашнего применения с целью упрощения монтажа ферритовый сердечник разделен на две части, объединяемые пружиной.

 

- Параллельно сокращениюсодержания кальция отмечен существенныйпостепенный рост коэффициентатеплопередачи, т. е. увеличился КПДтеплообменника.
- Постепенное сокращение падениядавления воды между входом и выходом изтеплообменника.
В конце указанного периодаотмечена стабилизация содержания кальцияна входе и выходе.
По завершении испытанийтеплообменник был вскрыт. Экспертамизафиксированы следующие обстоятельства:
- трубы полностью очищены,известковые отложения удалены;
- крышки теплообменникасовершенно чистые;
- на оболочке в некоторых местахотмечены черные пятна.
Пятна указывают на тенденцию кзамедлению коррозии металла в силуобразования на участках с содержаниемоксида железа оксидантной пленки.
На следующей стадии испытанийопределялась эффективность системы вснижении уровня коррозии, для чего навыходе из теплообменника были установленыконтрольные пробирки. Раз в месяц онипроверялись, и результаты проверококазались достаточно многообещающими,степень коррозии существенно снижалась.

 

С организацией работ былопредложено ознакомиться представителямразличных компаний – производителейустройств, основанных как на магнитномвоздействии, так и на каталитическом. Былипроверены и изучены технические,теоретические и оперативные параметрыустройств. В некоторых случаях былипроведены лабораторные испытания, а такжеконсультации с рядом компаний, применявшиханалогичные устройства на различной стадиииспытаний.
После углубленного изучения итщательного рассмотрения применимыхустройств специалисты пришли к заключению,что технология электродинамическойдекальцификации имеет большие перспективы,нежели иные способы очистки воды на основефизических процессов.
Испытания проводились натеплообменнике промышленного типа.Теплообменник имел существенныеизвестковые отложения. С помощьюсоответствующего инструмента был измеренвес теплообменника до и после испытаний напредмет выявления изменения общего весаагрегата.
Целью данных испытаний былопоказать возможности новой системыудаления извести.
Система была смонтирована наподающей трубе теплообменника, питающегосянеочищенной водой с расходом 20000 л/ч, откудазатем вода отводилась на охлаждающую башню.
Первичный контур теплообменникапитался горячей водой (90°С) в объемах 10000 л/ч,давая рост температуры холодной воды на15–20°С. На подающей и отводной трубахагрегата были установлены манометры итермометры, что позволило тщательноконтролировать все стадии испытаний.Эксперимент должен был прояснить трипараметра:
- действие системы удаленияизвести на имеющиеся отложения;
- предотвращение образованияизвестковых отложений от химически необработанной воды;
- способность системы снизитьуровень коррозии.
По истечении 5 месяцев испытанийбыли получены следующие результаты:
- Концентрация кальция (Са++),обозначаемая формулой, в воде на выходе изагрегата поначалу увеличилась. Затем помере продолжения испытаний концентрацияпостепенно снижалась. К концу испытанийконцентрация СаСО3 на выходе былапримерно равной концентрации на входе, изчего стало возможным определить количествокальциевых отложений, удаленных изтеплообменника. Рис. Типовая схема установки системы удаления извести на теплостанции

 

Электродинамическийдекальцификатор был установлен на паровоймасляный диатермический котел мощностью 4000кг/ч с максимальным давлением 12 бар.
Систему удаления известисмонтировали на трубе испарителя, которыйпо ряду причин имел солидные известковыеотложения в пучке труб.
Целью применения системы былопревратить застарелую твердую накипь внекий водный раствор с тем, чтобы затемиметь возможность удалить ее путеммногократной промывки испарителя. Примерночерез месяц работы системы удаленияизвести испаритель полностью опорожнили.При этом с водой из него вышло значительноеколичество накипи.
Примерно через 2 месяцаиспаритель еще раз полностью опорожнили.Результаты на этот раз были еще болеевпечатляющими. Эксперты через смотровойлюк проверили пучок труб и констатировали,что покрытые прежде солидным слоем накипитрубы очистились, и известковых отложенийна поверхности металла не осталось.
Декальцификатор в итоге оставилина испарителе, оснастив последний сливнымклапаном с часовым механизмом, чтобызавершить очистку трубопровода отизвестковых осадков. Рис. Охлаждающая башня поперечного течения, оснащенная системой удаления извести

 

Паровые котлы

 

Одна компания – производительхимико-фармацевтических добавокустановила электронную систему удаленияизвести на кольцевой контур охлажденнойводы, обслуживающий в том числе вакуумныенасосы и соответствующие теплообменники. Всилу особенностей рабочей температурынасосов (примерно 60°С) и жесткости воды вконтуре проблема образования известковыхотложений в насосных радиаторахпредставлялась достаточно актуальной, чтовыражалось в перегреве и срабатываниитермодатчиков безопасности.
Как правило, это означало:
- необходимость проведениятехнико-профилактических работ похимическому удалению отложений;
- потери выработкипроизводственных мощностей;
- сложности с очисткой, посколькуканалы радиаторов образованы трубкамималого диаметра.
В ходе эксперимента измерялисьрабочие параметры одного из радиаторовнепосредственно перед запуском устройстваудаления извести и через 3 месяцанепрерывной работы системы.
В ходе финальной проверки былоустановлено, что указанный радиаторнаходился в стадии очищения от отложений. Вчастности, накипь из твердой коркипревратилась в полужидкую массу, которуюлегко можно удалить промывкой водой.
Отрицательных побочных эффектовотмечено не было, что лишний разподтвердило эффективность примененияуказанной системы при общем сокращенииэксплуатационных расходов.
Аналитические результатыэкспериментов достаточно определеннопоказывают, что системы удаления известиэлектронного типа (электродинамическиедекальцификаторы) оказывают эффективноевоздействие на имеющуюся в теплообменникахи водопроводе известковую накипь ипредотвращают образование новых отложений.
Как бы там ни было, реальнуюэффективность использования такойтехнологии еще предстоит проверить в ходеприкладных контрольных испытаний набытовых сетях и малых теплостанциях. Именноэти области применения, как наиболеераспространенные, могут явиться отличнымиспытательным стендом для систем удаленияизвести.

 

Кольцевые контуры

 

 

Перепечатано ссокращениями из журнала RCI 4/2000.
Перевод с итальянского С. Н. Булекова.

 



 

Энергоэффективная система. Новый нефтяной век. Цены на газ. Правительство установило три вар. Эколого-экономические аспекты вн.

 

Главная >  Энергосбережение 

0.0098