Через некоторое время после начала эксплуатации в любом теплообменном аппарате неизбежно образуется определённый слой загрязнений. В зависимости от типа теплообменника и вида теплоносителей в качестве загрязнителя может выступать простая пыль, ржавчина, окалина, накипь и т.д. Использование грязевых фильтров грубой очистки или особых химических средств может существенно замедлить процесс, но не полностью воспрепятствовать засорению.

Поскольку засоры резко снижают эффективность, очистка теплообменников является необходимой регулярной процедурой. Данная операция может производиться вручную либо с применением специального оборудования для промывки теплообменников. Существует несколько видов такого оборудования; различия в конструкции обусловлены различиями между типами теплообменных аппаратов, видами загрязнений, а также от того, как проводится очистка: без разборки теплообменника, с частичной или полной разборкой.

Виды оборудования для очистки теплообменников

1. Промышленные парогенераторы. Они применяются для очистки внешней поверхности модулей теплообменных аппаратов пластинчатого типа. Пластины в таких теплообменниках, часто весьма тонкие, в доли миллиметра (это улучшает теплоотдачу) и потому хрупкие: при попытке очистить их механическим способом они могут быть легко повреждены. В то же время, высокотемпературный пар быстро и безопасно очищает пластины от пыли и грязи.

Принцип работы парогенератора прост: герметичная ёмкость и вода в ней подогреваются ТЭНом (термоэлектрическим нагревателем) до температуры интенсивного кипения. Вода, превращаясь в пар, под высоким давлением (до 4 бар и более) вырывается наружу через узкое сопло.

В зависимости от технических характеристик и предназначения парогенераторы могут быть достаточно крупными, внешне напоминающими пылесос; или же более компактными, удобными для применения в условиях ограниченного пространства.

Оборудование для промывки и очистки теплообменников. Рис. 1
В качестве примера применения можно привести процесс очистки внешнего блока сплит-системы кондиционера, в котором основное место занимает пластинчатый теплообменник (калорифер) типа жидкость/воздух с принудительным обдувом. В случае очистки внутренних блоков дополнительным положительным моментом является дезинфекция калорифера.

Оборудование для промывки и очистки теплообменников. Рис. 2
Применение парогенераторов для очистки теплообменника подразумевает частичную разборку очищаемого аппарата – как минимум, снятие кожуха.

2. Агрегаты для химической промывки теплообменников. Они могут использоваться для очистки как внешней, так и внутренней поверхности теплообменных модулей без из разборки. Типичный вариант – теплообменники рекуперативного типа, для которых разборка кожуха сопряжена со значительными трудозатратами и потому является финансово неоправданной. В процессе промывки в теплообменном аппарате растворяются и вымываются потоком органические и неорганические загрязнения, а также накипь.

Принцип работы аппарата для промывки теплообменника заключается в подаче под давлением на вход жидкого химического реагента. Подача осуществляется при помощи специального химического насоса, детали проточной части которого устойчивы к воздействию агрессивных веществ: для удаления неорганических загрязнителей и очистки теплообменников от накипи используют различные виды кислот; для растворения органики – щёлочи. Для активизации химической реакции реагенты перед вводом могут подогреваться. Сток жидких реагентов собирается в исходную ёмкость для фильтрации и повторного использования.

Оборудование для промывки и очистки теплообменников. Рис. 3
Поскольку интенсивность процесса растворения загрязнителей падает по мере удаления потока реагента от места его ввода в теплообменник, через некоторое время направление потока меняют на противоположное; т.е. ввод и сток меняются местами.

Типичным примером применения агрегатов для химической очистки является их использование для промывки внешней поверхности труб трубного пучка и внутренней поверхности кожуха у кожухотрубных теплообменников.

3. Аппараты для механической очистки. В этой категории среди множества инструментов, работающих по принципу шлифовальных, фрезерных или сверлильных машин, можно выделить специализированные агрегаты для очистки внутренней поверхности труб пучка кожухотрубных теплообменных аппаратов.

В трубу вводится длинный жёсткий или гибкий стержень, на конце которого находится фреза или металлический «ёршик» подходящего рабочего диаметра. К стержню и фрезе на его конце прикладывается вращательное усилие от привода (электромотора). Стержень полый; в него подаётся промывочная жидкость, которая одновременно смазывает место приложения фрезы и вымывает из трубы частицы загрязнителя, снятые фрезой с очищаемой поверхности.

Оборудование для промывки и очистки теплообменников. Рис. 4
Существуют модели с секционными жёсткими стержнями, которые можно удлинять или укорачивать по необходимости, добавляя или убирая секции. Модели с гибкими стержнями удобны для очистки труб сложной формы, к примеру – U-образных.

Оборудование для промывки и очистки теплообменников. Рис. 5
Поскольку жидкость на выходе сильно загрязнена, повторное её использование либо не производится, либо производится после длительного отстаивания и фильтрации.

Дополнительно

Существуют и иные методы очистки, включая нестандартные и инновационные. В жидкость для химической промывки теплообменников могут быть добавлены абразивные частицы – к примеру, мелкие стеклянные шарики – в таком случае к растворяющему действию кислоты или щёлочи добавится механическое очищающее действие абразива. В данном случае условием является использование насосов, приспособленного к перекачиванию жидкостей с твёрдыми включениями – мембранных насосов или центробежных с открытой крыльчаткой.

Есть и «революционные» технологии – скажем, использование т.н. электрогидравлического эффекта: в заполненную жидкостью трубу теплообменника вводятся электроды, между которыми пропускается высоковольтный разряд. В месте прохождения разряда происходит мгновенный фазовый переход жидкости с образованием ударной волны, под действием которой загрязнения и накипь должны отслаиваться от теплопередающих поверхностей обменника.

В любом случае, перед принятием решения о применении того или иного аппарата очистки/промывки следует оценить не только его эффективность, но и целесообразность самой очистки. В случае, если теплообменник находится на грани выработки рабочего ресурса или процесс очистки связан с чрезмерными трудовыми и финансовыми затратами, экономически оправданной может быть не очистка, а замена отдельных элементов теплообменника, или же всего теплообменного аппарата в сборе.

Оборудование для промывки и очистки теплообменников. Рис. 6
ЗАО «ЦЭЭВТ» производит теплообменные аппараты улучшенных характеристик, а также комплектующие к ним. Расчёт теплообменников и производство аппаратов для замены отработавших ресурс или же для установки в новые системы производится по индивидуальному расчёту в полном соответствии с конкретными техническими условиями, предоставленными заказчиком.