3.6. Промивка теплопроводів теплових мереж системи опалення і водонагрівачів.

Завершальним етапом підготовки устаткування систем теплопостачання до зими є промивання його з метою видалення з внутрішніх поверхонь відкладень бруду і накипу. Від чистоти внутрішніх поверхонь теплопроводів теплових мереж, трубопроводів і нагрівальних приладів систем опалення і водонагрівачів багато в чому залежить якість постачання споживачів теплотою. Для забезпечення чистоти зазначеного устаткування протягом опалювального сезону в системі теплопостачання повинна циркулювати деаерована (не окиснена) вода. Але якщо через надмірні витоки води через сальники запірної арматури, різьбові, зварні і фланцеві з'єднанні трубопроводів, а також у результаті значного відбору мережевої води із системи опалення на потреби гарячого водопостачання буде збільшене підживлення сирою водою, хімічно неочищеною, то на внутрішніх стінках труб і трубках водонагрівачів для опалення, а також у нагрівальних приладах буде відкладатися бруд і нашаровуватися накип на трубках водонагрівачів.

Відкладення бруду у вигляді часток у стояках бувають настільки великі, що через них проходить мізерно мала кількість мережевої води, а іноді припиняється прохід її через стояки. Забруднення нагрівальних приладів приводить до зниження їхньої тепловіддачі. Відкладення часток на внутрішніх стінках трубок водонагрівачів збільшує товщину накипу, утворюючи при цьому вторинний накип, що зменшує передачу теплоти пари що гріє, або мережевої води, що нагрівається. Постійною мірою захисту устаткування систем теплопостачання від забруднення служать грязьовики, що встановлені на подавальних і зворотних теплопроводах джерела теплопостачання, ІТП і ЦТП. Не рідше 1 разу в тиждень обслуговуючий персонал повинен робити продувку грязьовиків з метою видалення бруду, що зібрався в них.

Після проведення випробувань теплові мережі, системи опалення і гарячого водопостачання повинні бути ретельно промиті. Промивання роблять двома способами: водою і водою в суміші зі стисненим повітрям. Промиванням водонагрівачів цими способами досягається тільки видалення зважених речовин у вигляді бруду. Накип з внутрішніх стінок водонагрівачів видаляють або хімічним способом за допомогою різних кислот, або механічним способом за допомогою спеціальних шарошок. Промивання водонагрівачів кислотою не трудомістка операція в порівнянні з механічним очищенням шарошками, тому хімічний спосіб очищення трубок водонагрівачів знайшло більш широке застосування.

Промивання теплових мереж водою роблять не одночасно всіх наявних мереж у даному житловому районі, а по черзі по ділянках (рис.3.2). Ділянки теплових мереж перекривають засувками 1, 13, 6, 9. У подавальний теплопровід, 5 насос 4 по трубопроводу 2 подає воду, тиск якої контролюється манометром 3. По перемичці 7 з відкритим вентилем вода надходить у зворотний теплопровід 10. Забруднена вода з теплопроводів виходить через спускний штуцер 11 у дренаж. Воду насосом подають доти, поки зі спускного штуцера не почне виходити чиста вода. Після промивання однієї ділянки переходять на другу, потім на третю і т.д. Цим же способом можна промивати і систему опалення будинків (рис. 3.3).

Рис. 3.2 Промивання теплових мереж.

1, 6, 9, 13 - засувки; 2 - трубопровід для подачі води; 3 - манометр; 4 - насос; 5 - подавальний теплопровід; 7 - перемичка з вентилем; 8, 10 - зворотний теплопровід; 11 - спускний штуцер з вентилем 12

Рис. 3.3 Промивання системи опалення будинку водою

1 - скидна (дренажна) труба; 2, 3 - засувки; 4 - манометр; 5 - насос; 6 - система утеплення будинку; 7 - подавальний теплопровід; 8 - зворотний теплопровід

Для цього закривають засувки 3 і 2 на вводі будинку. Воду подають насосом або, якщо достатній тиск, воду можна подавати на промивання водопроводу. По подавальному теплопроводі 7 вода надходить у систему опалення 6. Вода з відкладеннями бруду із системи опалення по зворотному теплопроводі 8 виходить через спускний штуцер 1 у дренаж. Промивання теплових мереж і систем опалення будинків не завжди дає належний ефект, тому що швидкість води для повного видалення відкладень бруду буває недостатня. Кращий результат промивання досягається водою в суміші зі стисненим повітрям (рис.3.4).

Рис. 3.4 Промивання теплових мереж за допомогою стиснутого повітря і води

1 - компресор; 2, 6, 9, 13 - засувки; 3- манометр; 4 - насос; 5 - подавальний теплопровід; 8 - перемичка з вентилем 7; 10 - зворотний теплопровід; 12 - спускний штуцер з вентилем 11

Засувки на ділянці теплових мереж 2, 13, 6 і 9 закривають. Відкривають вентиль 7 на перемичці 8. Потім включають у роботу насос 4 і заповнюють ділянку водою. Відкривають вентиль 11 на спускному штуцері 12 і включають у роботу компресор 1. Тиск стиснутого повітря, що надходить у подавальний теплопровід 5, контролюється манометром 3, показання якого повинні бути в межах 0,2-0,3 МПа (2-3 кгс/см²). Стиснене повітря при цьому створює в теплопроводах бурхливий рух води (барботаж) Бруд зі стінок труб бурхливим потоком води зі стисненим повітрям несеться в дренаж. Промивання закінчується, як тільки зі спускного штуцера почне виходити чиста вода.

Цим же способом можна промивати і системи опалення будинків. У цьому випадку засувки на теплопроводах у ІТП закривають, відключивши тим самим систему опалення від теплових мереж. При цьому спуск забрудненої води варто робити в найнижчій точці системи опалення. Таке промивання системи опалення дозволяє в достатній мірі видалити з труб і нагрівальних приладів бруд, що зібрався, що до промивання був основною причиною незадовільного теплопостачання. При цьому норми витрати води для промивання визначаються в залежності від тиску суміші води зі стисненим повітрям у скидній лінії і діаметра скидної лінії, що зазначені в табл. 3.3

Таблиця 3.3

Норми витрати води для промивання устаткування систем теплопостачання, т/год

Тиск змішаної води зі стиснутим повітрям в скидній лінії, МПа (кгс/см2)	Діаметри скидної лінії, мм
	32	40	50	70	80	100
0,02 (0,2)	0,4	9,4	14,7	20,1	39,7	58,9
0,04 (0,4)	9,1	13,3	20,8	39,6	56,1	83,3
0,06 (0,6)	11,1	16,3	25,5	48,7	68,7	102,0
0,08 (0,8)	12,8	18,8	28,4	56,1	79,2	118,0
0,1 (1,0)	14,3	21,1	32,9	62,8	88,6	132,0
0,12 (1,2)	15,7	23,2	36,1	68,7	97,1	144,0
0,15 (1,5)	17,6	25,3	40,2	76,9	109,0	161,0
0,2 (2,0)	20,3	29,9	46,5	87,6	125,0	186,0

Незважаючи на ретельне промивання теплових мереж і систем опалення будинків, у зимовий час іноді спостерігаються скарги на слабкий прогрів окремих нагрівальних приладів через відкладення в них бруду. Експлуатаційники в цьому випадку застосовують, спосіб промивання нагрівальних приладів за допомогою розрідження. Наприклад, не прогрівається один нагрівальний прилад другого поверху. На рис.3.5. цей прилад заштрихований. Для його промивання крани на стояках 1 і 2 закривають. Один зі слюсарів повинен знаходитися біля крана 1, де розташований спускний штуцер із краном 4. Інший слюсар стає біля нагрівального приладу, що підлягає промиванню. Потім слюсар відгвинчує нижню пробку 3 забрудненого нагрівального приладу, попередньо підставивши під нижню пробку тазик для збору забрудненої води. Як тільки буде відкручена пробка, моментальний отвір варто закрити долонею руки. Потім, стукнувши ключем по трубі стояка, слюсар біля нагрівального приладу дає сигнал іншому слюсарю для початку відкриття крана 4 на спускному штуцері. Спускний кран варто відкривати плавно і повільно. Вода при цьому буде виходити з відключеної ділянки системи опалення в дренаж, створюючи всередині цієї ділянки розрідження.

Рис. 3.5 Промивання нагрівального приладу за допомогою розрідження

1, 2, 6 - крани; 3 -пробка; 4 - кран спускний; 5 - зворотний стояк.

Слюсар, що знаходиться біля нагрівального приладу, у цей момент плавно відкриває долонею невеликий отвір між пробкою і долонею руки, а повітря за рахунок створеного розрідження усередині відключеної ділянки системи буде засмоктуватися через цей отвір у нагрівальний прилад, де, змішуючись з водою, створює усередині нагрівального приладу барботаж води. Завдяки барботажу води, бруд що прилип до стінок нагрівального приладу змивається і несеться потоком води по зворотному стояку в дренаж. Промивається при цьому не тільки нагрівальний прилад, але і стояк, тому що прилиплі пухкі відкладення бруду змиваються потоком води зі стінок труб і несуться теж у дренаж. Варто помітити, що не слід довго тримати отвір нагрівального приладу відкритим для проведення промивання. Для цього необхідно долонею руки періодично відкривати і закривати отвір. Цим самим створюється пульсуючий рух води всередині нагрівального приладу. Якщо нагрівальний прилад ще недостатньо промитий, а вода зі стояка витрачена на промивання, пробку 3 знову загвинчують на нагрівальному приладі, закривають спускний кран 4 і відкривають кран 1 для заповнення ділянки водою. Заповнивши ділянку водою, знову відкручують пробку 3 і роблять повторне промивання нагрівального приладу тим же способом, поки в дренаж піде чиста вода.

Таким методом промивають одночасно кілька нагрівальних приладів. Тільки в цьому випадку на промивання виділяють стільки пар слюсарів, скільки підлягає промиванню нагрівальних приладів. Крім того, спосіб промивання за допомогою розрідження^: дозволяє робити промивання нагрівальних приладів навіть у найдужчі морози, дає можливість видалити забруднення без від'єднанні нагрівальних приладів від стояка і, нарешті, дозволяє досить швидко забезпечити комфортні умови в опалювальних приміщеннях.

Хімічний спосіб промивання поверхонь нагрівання (нагрівальних трубок) водонагрівачів є найбільш ефективним. Застосовують для цих цілей соляну, хромову, лимонну, малеїнову, адипінову, глутарову, щавлеву, бурштинову, плавикову, сульфамінову кислоти. З перерахованих кислот найчастіше застосовують соляну кислоту, що володіє великою швидкістю взаємодії з відкладеннями накипу. До недоліків відноситься її висока агресивність до металів і сплавів. Для захисту металу від корозії соляною кислотою в розчин кислоти додають інгібітори: столярний клей в розмірі 10 г/кг кислотного розчину, желатин - 10 г/кг, формалін 3 г/кг, фурфурол - 5 г/кг, анілін - 5 г/кг, бензадин - 9 г/кг, тиомочевину - 3,7 г/кг, піридин - 4 г/кг, хінолін - 8 г/кг, уротропін - 7 г/кг. Застосовувати слід один з наявних інгібіторів. Якщо є в наявності інгібірована соляна кислота (розведена інгібітором на заводі-виготовлювачі), то добавка інгібітору в соляну кислоту не потрібна. У практиці в основному використовують інгібіровану соляну кислоту. Вона досить доступна для придбання.

Перед експлуатаційниками часто виникають труднощі у визначенні концентрації і кількості витрати соляної кислоти, необхідної для проведення промивання водонагрівачів від накипу. Концентрація соляної кислоти і її витрата знаходяться в прямій залежності від товщини шару накипу на стінках трубок водонагрівача. Отже, спочатку потрібно установити оглядом трубок водонагрівача товщину накипу. Установивши товщину накипу на стінках трубок водонагрівача, визначають її кількість, кг:

(3.1)

де G - кількість накипу на стінках трубок водонагрівача, кг; δ - товщина накипу на стінках трубок водонагрівача, мм; Н_п- поверхня нагрівання водонагрівача по паспорті чи довіднику, м²; γ = 2000 кг/м³ - щільність накипу.

Для визначення концентрації розчину соляної кислоти необхідно, щоб цей показник забезпечував розчинення відкладень накипу, а концентрація розчину не повинна бути занадто високою щоб уникнути надмірного посилення корозії металу трубок водонагрівача від кислоти. Концентрацію соляної кислоти визначають у % по формулі

С_р = (0,73G)/(10V) (3.2)

де Ср - концентрація розчину соляної кислоти, необхідної для видалення накипу з внутрішніх стінок трубок водонагрівача, %; 0,73 - кількість соляної кислоти з концентрацією 100 % для розчинення 1 кг накипу, кг; V – об’єм води, залитої в бак для готування розчину соляної кислоти для видалення накипу, м³.

Для готування розчину соляної кислоти і проведення промивання водонагрівача досить виготовити бак з листової сталі місткістю 2-3м³. Визначивши концентрацію соляної кислоти, далі знаходимо витрату соляної кислоти по формулі, т:

Q_cк = (VC_p)/C_T, (3.3)

де Q_ck - витрата соляної кислоти, т; С_т - концентрація соляної кислоти отриманої зі складу, яку варто приймати для розрахунку, %.

Кислотне промивання водонагрівача від накипу роблять у такій послідовності (рис. 3.6). Попередньо в бак 4 вмонтовують сталевий змійовик 7 чи нагрівальний прилад з підводкою до нього теплоносія для підігріву розчину до 40°С. Якщо є можливість, то можна в бак для цих цілей подавати пару. Потім заповнюють бак водою в розмірі V з розведеним інгібітором, якщо застосовується технічна соляна кислота, а не інгібірована.

Після виконання зазначених робіт включають у роботу насос 8 і протягом 2-2,5 год. створюють циркуляцію соляного розчину по замкнутому контурі: бак - насос - лінія, що подає, 10 - підігрівник 1 - зливальна лінія 2 - знову бак 4 і т.д. Температура розчину контролюється термометром 9. У процесі циркуляції розчину по замкнутому контурі концентрація його знижується. Відбираючи проби розчину від відбірника проби 5, лаборант визначає концентрацію розчину через кожні 20-30 хв. Спочатку циркуляції розчину концентрація його буде досить швидко знижуватися, а до кінця промивання набуде майже постійну величину (0,2-0,5%), що служить сигналом для припинення промивання водонагрівача.

Рис. 3.6 Схема кислотного промивання водоводяного водонагрівача

1- водоводяний підігрівник; 2 - зливальна лінія; 3 - трубопровід подачі гарячої води; 4 - бак 5 - відбірник проби; 6 - скидна лінія в дренаж 7 - змійовик; 8 - насос 9 - термометр; 10 - трубопровід для подачі гарячої води на промивання водонагрівача.

Після промивання розчин соляної кислоти з бака видаляють у дренаж і приступають до промивання водонагрівача гарячою водою по цій же схемі доти, доки лужність води, що видаляється, через відбірник проби не стане рівна лужності подавальної води для промивання водонагрівача. Гаряча вода для промивання водонагрівача подається по трубопроводу 4. Кислотне промивання водонагрівача від накипу - відповідальна операція, а тому одну-дві операції варто було б зробити під керівництвом фахівця, що має досвід у цій роботі з числа працівників міського ТЕЦ. При виконанні кислотного промивання водонагрівача запалювання сірників, паління під час роботи забороняється, тому що виділяється при промиванні вільний водень, у суміші з повітрям вибухонебезпечний. На робочому місці поблизу робітника необхідно мати відро з водним розчином кальцинованої соди для змивання крапель кислоти, що потрапила на тіло робітника. При кислотному промиванні всі учасники цієї роботи повинні мати: гумовий костюм, маску з захисними окулярами, гумові рукавички і гумові чоботи.

Приклад розрахунку. Визначити витрату соляної кислоти для видалення накипу з трубок водонагрівача.

Вихідні дані для розрахунку: δ = 2 мм; H_ц = 60,9 м²; γ =2000 кг/м³; V=3 м³; С_т = 20 %. Порядок розрахунку наступний:

1. визначають кількість накипу на трубках водонагрівача

2. Визначають необхідну концентрацію соляної кислоти для промивання водонагрівача

3) Розраховують витрата соляної кислоти

Застосовувана соляна кислота в нашому прикладі була інгібірована.