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
АО «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.