Также указаны виды и причины образования отложений на теплообменных поверхностях, рассмотрены некоторые системы очистки внешних поверхностей теплообменников, которые были разработаны и внедрены различными отечественными предприятиями, а также инофирмами.
В соответствии с теорией по теплопередаче известно, что отложения на теплообменных поверхностях сильно снижают коэффициент теплопередачи, данный параметр в процессе эксплуатации может уменьшаться в несколько раз. Отложения являются дополнительным термическим сопротивлением теплообменников, и данный фактор существенно снижает эффективность теплопередачи от греющей среды к нагреваемой, через стенку теплопередающей поверхности. Появление отложений на теплопередающей поверхности представляет собой нестационарных процесс, зависящий от ряда факторов, влияние которых должно быть четко известно перед началом проектирования теплообменника. К таким параметрам относят: свойства теплоносителей и наличие в них взвешенных частиц различных свойств и концентраций, скорость течения теплоносителей, температура поверхности стенки, рабочее давление (разряжение), геометрия и шероховатость поверхностей и.т. ниже в табличной форме представлена характеристика процесса загрязнения теплообменных поверхностей.
Характеристика процесса загрязнения
| Сравнимые измерители процесса | Стадии загрязнения | |||
| Скорость загрязнения (осаждения, налипания) | Первая | Вторая | третья | |
| Характер загрязнения | Форма отложений на теплообменной поверхности | Малая На лобовой части теплообменных панелей гребешки из пористых размягченных отложений. На тыльной стороне панелей хлопья летучих отложений |
Значительная (нарастающая) Увеличение гребешков на лобовой стороне панелей; ухудшения отвода тепла от слоя отложений. Смыкание золы образование пористых отложений типа «мостики». |
Большая (катастрофическая) Образование перемычек между панелями. Образование плиты отложений из трех основных слоев рыхлого, спекшегося, твердого. Образование массивных глыб в углах. |
| Твердость и агрегатное состояние основной массы отложений | Отложения рыхлые и пористые (бугорки, перышки, гребешки) | Отложения пористые с полужидкими, тестообразными кусками из-за несгоревших частиц топлива | Отложения твердые и спекшиеся | |
| Эффективность очистки | Отложения легко поддаются удалению обдувкой сжатым воздухом | Удаление отложений обдувкой затруднительно (не обеспечивает эвакуации отложений); требуются увеличение количества воздействий импульса сжатого воздуха. | Приведенные методы очистки неэффективны, очистка производится на остановленном тепловом агрегате, причем остановка происходит непроизвольно, ввиду закупорки газоходов | |
| Температура газов на выходе | Номинальная | Повышенная | Резко повышенная | |
| Аэродинамическое сопротивление поверхностей нагрева | Номинальное | Слегка повышенное | Резко повышенное | |
Рассматривая картину постепенного нарастания отложений на теплообменной поверхности теплообменника, не имеющего эксплуатационной защиты от загрязнений, можно заключить, что во избежание появления 2 и 3 стадий загрязнения необходима, чтобы очистка теплообменных поверхностей должна производится в рамках первой стадии.
Виды и причины образования отложений на теплообменной поверхности
Формирование отложения на поверхностях нагрева – результат ряда сложных физико-химических процессов, рассмотрим некоторые из них.
По характеру связи частиц и механической прочности отложения подразделяются на сыпучие, связанные рыхлые, связанные прочные и сплавленные (шлаковые), спеченные.
По минеральному химическому составу: в ряде случаев на формирование отложений большое влияние оказывают химические процессы, происходящие в слое отложений, образование отложений может быть связано не только с загрязнением потока, но и с конденсацией на относительно холодных панелях паров воды.
В зависимости о места нахождения по периметру омываемой газовым потокам панелей отложения делятся: на лобовые, тыльные и в зонах минимальной толщины пограничного слоя. Спекшиеся отложения на лобовых поверхностях панелей обычно образуют гребни, высота которых может достигать 200 мм. на тыльной стороне высота отложений бывает меньше, но при определенных условиях отложения могут перекрывать межпанельное пространство.
В зависимости от скорости потока газов, чем ниже скорость движения в газовоздушном тракте, тем выше степень отложений на теплообменных поверхностях.
Существенно влияют на загрязнения панелей их геометрическая ширина, шаг между панелями и коридорное расположение панелей по ширине газохода, т.е. должно быть пошаговое равномерное расстояние между соседними панелями. Необходимо отметить, что расположение панелей компании ООО «ТСП» имеют коридорную ориентацию, что является весьма положительным фактором в части их очистки от загрязнений, т.е в данном случае щелевые каналы по дымовой стороне имеют сквозной проход без каких-либо перегородок и перемычек, а это позволяет осуществить прочистку панелей щёточными элементами.
Рассмотрим ряд систем очистки внешних поверхностей теплообменников, и реализуемых различными предприятиями.
- Пневмоимпульсные системы, реализуемые предприятием ЗАО «ИСТА», г. СПб.
- Генераторы ударных волн с пороховыми зарядами.
- Газоимпульсная система, разработанная и внедренная институтом ЦКТИ им. Ползунова СПб..
- Магнитно-импульсная система с образованием импульса механической силы, разработана и внедрена ООО «ИНТЕРТЕХ» г. Москва.
- Очищение от загрязнений сухим льдом, данная система является комбинированной, разработана и внедрена ООО «АВГУСТ» г.СПб.
- Выдвижные аппараты с использование пара и сжатого воздуха, данные системы являются зарубежной разработкой.
- Система механической очистки с помощью специального устройства с набором щеточных элементов, смонтированных на конструкциях указанного механизма. Данное устройство разрабатывается на стадии опытно-промышленного образца специализированной организации по техническому заданию ООО «ТСП».
