ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ УЗУ «ЭФФЕКТ»

В процессе работы в котлах и теплообменных агрегатах образуются отложения накипи, приводящие к значительному перерасходу топлива и снижению КПД, увеличению затрат на ремонт и обслуживание. Так, при накипи толщиной 1 мм котёл перерасходует в среднем (7 ... 8) % топлива. В котельных же с некачественной водоподготовкой (или её полным отсутствием) толщина накипи достигает (4 ... 6) мм, что приводит к перерасходу топлива до (16 ...20) %.

На рисунке приведена полученная в результате ряда теплотехнических исследований кривая перерасхода топлива от толщины накипи.

перерасход топлива ,

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8

толщина накипи, мм

Зависимость перерасхода топлива от толщины слоя накипи для котлов низкого давления ( по данным ВТИ им. Дзержинского, г. Москва ).

Кроме того, ежегодно по окончании отопительного сезона выполняется трудоёмкая очистка котлов и теплообменников от накипи, на что расходуются значительные средства. В новом сезоне накипь образуется вновь. При этом происходит интенсивная коррозия теплопередающих поверхностей труб, коллекторов и барабанов.

Так, котельная с тремя котлами ДКВР-4/13 в течение отопительного сезона перерасходует до 600 т условного топлива, а ежегодные затраты по очистке и ремонту достигают 120 …160 тыс. руб.

Имеющиеся химические и механические методы предотвращения накипи трудоёмки и дороги, не обеспечивают безотказную работу теплоагрегатов в течение всего отопительного сезона.

Наиболее дешёвыми и радикальными методами борьбы с накипью являются так называемые “безреагентные” физические методы, и, в частности, ультразвуковой метод. По расчётам, этот метод более, чем в 100 раз экономичнее, чем любой из механических или химических методов, а затраты на приобретение антинакипной установки окупаются в первые же 2 - 3 месяца эксплуатации, при этом обеспечивается экономичная безнакипная многолетняя эксплуатация теплообменных агрегатов.

Действие ультразвука на теплоагрегат не ограничивается предотвращением образования накипи и сохранением за счет этого высокого КПД агрегата. Многочисленные исследования показали, что ультразвуковые колебания увеличивают теплопередачу греющих поверхностей труб за счет микропотоков, образуемых колебанием стенок труб и воды в них, и, соответственно, повышением скорости потока воды из-за снижения гидродинамического сопротивления труб с колеблющимися стенками. Под действием ультразвуковых колебаний улучшается также отвод пузырьков пара от поверхности нагрева и дегазация воды вследствие лучшего перемешивания пристеночного слоя жидкости, что также способствует увеличению теплопередачи.

Установлено также, что под влиянием ультразвука из микротрещин труб интенсивно удаляется кислород воздуха, что резко снижает кислородную коррозию труб. Кроме того, обнаружено, что в результате длительного воздействия ультразвука на трубы происходит как бы “залечивание” (затягивание) микротрещин внутренних поверхностей труб, происходит своего рода “наклёп” краёв микротрещин, они затягиваются и внутренняя поверхность труб становится гладкой, что заметно замедляет процесс коррозии труб.

Приведённые выше факторы ультразвукового воздействия взаимосвязаны и в сумме являются существенным положительным эффектом ультразвукового воздействия на процессы предотвращения накипи, снижения коррозии металла труб и повышения эффективности работы теплоагрегатов в целом, что в конечном итоге приводит к ощутимой экономии трудозатрат и финансовых средств.

Имеющиеся опасения, что ультразвуковые колебания могут снижать прочность сварных соединений в трубах теплообменных агрегатов не имеют под собой серьёзных оснований. Опыт эксплуатации установок «Эффект» и аналогичных ей (например, установок «Волна», около 5000 которых эксплуатируются уже несколько лет) показал, что не зафиксировано ни одного случая нарушения целостности сварных трубных соединений. И не удивительно: расчёты и измерения показали, что напряжения в сечениях труб от ультразвуковых воздействий не превышают 10 % от максимально допустимых напряжений.

В ходе исследований проводилось также измерение уровней звукового давления с целью определения его воздействия на слуховой аппарат человека. Установлено, что зарегистрированные уровни ультразвука во всём звуковом диапазоне меньше предельно допустимых как на рабочих местах, так и в рабочей зоне при проведении операций по регулировке режимов работы котла.Это объясняется как низкой интенсивностью создаваемых установкой колебаний, так и быстрым затуханием колебаний при их распространении в воздушной среде. Так, например, при расстоянии в 20 ... 30 см от излучателя плотность потока энергии снижается в 7 ... 10 раз. Уровень шума, создаваемый установкой «Эффект» не превышает 18 Дб.

Таким образом, установка «Эффект» не является источником опасных для здоровья обслуживающего персонала уровней ультразвука и в этом отношении установка является экологически чистой.

Учитывая вышеизложенные теоретические и экспериментально подтверждённые факторы положительного воздействия ультразвука на работу теплоагрегатов, полную его экологическую безвредность, следует считать ультразвуковой метод наиболее эффективным и перспективным методом предотвращения накипеобразования, повышения эффективности теплообменных процессов и понижения скорости коррозии внутренних теплопередающих поверхностей труб.