3.4.2. Гидромеханическая чистка
При гидромеханической чистке для съема отложений используют энергию струи воды высокого давления (водоструйная чистка) или же смеси воды с песком или воздухом (соответственно пескоструйная и гидропневматическая чистка). Как и при механической чистке для доступа к очищаемым поверхностям обычно требуется разборка аппаратов. Однако гидромеханическая чистка менее трудоемка и обеспечивает лучшие условия труда.
При водоструйной чистке вода в зависимости от характера отложений подается в аппарат под давлением от 15 до 100 МПа, что позволяет удалять практически любые отложения (ил, кокс, смолы) как с внутренней, так и с наружной поверхности труб.
Для чистки используют холодную или горячую воду, подаваемую плунжерным насосом в полую штангу, на конце которой закреплено сопло (Рис.3.11). Сопло выполняют с боковыми отверстиями под углом 30-45о к оси сопла или торцевыми отверстиями и крепят к штанге на сварке или на резьбе.
Рис.3.11. Сопло водоструйного очистителя на P=25 МПа при подаче воды от 4 до 10 м³:
1-сопло; 2-по окружности 8 отверстий диаметром 1 мм.; 3-по окружности 4 отверстия диаметром 1, 2 мм; 4-штанга.
При очистке труб от твердых отложений сопло на штанге перемещают в очищаемой трубе и под воздействием струи воды происходит срез и срыв отложений с поверхности трубы. Направление в разные стороны боковых отверстий сопла снижает осевую нагрузку на штангу. Длина штанги определяется длиной очищаемых труб.
При наличии мягких легко удаляемых отложений можно использовать гидромеханическую чистку без разборки аппарата путем его промывки водой низкого давления. При чистке внутренней поверхностей труб в промывочную жидкость (вода, керосин) вводят шарики из плотного материала, например, полистирола. Соотношение плотностей материала шариков и промывочной жидкости должно составлять 1,05-1,15. Количество вводимых шариков принимается на 10-20% меньше числа труб, диаметр шариков на 2-4 мм больше внутреннего диаметра труб. Напор жидкости около 0,02 МПа. Гидравлическое сопротивление загрязненных труб больше, чем менее загрязненных, а скорость движения жидкости в них меньше, поэтому при промывке шарики направляются в менее загрязненные трубы и перекрывают их. Из-за перекрытия большей части труб (число не перекрываемых шариками труб составляет 10-20% от их общего числа) скорость движения жидкости в наиболее загрязненных трубах возрастает в 5 - 10 раз. Затем направление движения жидкости меняют на противоположное, промывая все трубы пучка. Такие переключения повторяют до полной очистки труб.
Пескоструйная чистка выполняется взвесью песка в воде (мокрая пескоструйная чистка) или в воздухе, обеспечивая качественное удаление отложений. Трубный пучок помещают в герметизированную камеру с торцевыми (для очистки внутренней поверхности труб) и боковыми (для очистки наружных поверхностей) форсунками для подачи водо-песочной смеси. Подсос песка водой осуществляется инжекторным способом, содержание песка в воде 4-6 кг/л. Форсунки монтируются на каретках и могут перемещаться внутри камеры. Пучок устанавливают на ролики, приводящие его вращение вокруг продольной оси.
Гидропневматическая чистка осуществляется смесью воды и сжатого воздуха. Очистку внутренних поверхностей труб выполняют с помощью пистолета, в который подается вода под давлением 0,5-0.6 МПа и воздух под давлением 0,7-0,8 МПа при их объемном соотношении 1:1. Сжатый воздух, расширяясь в воде, увеличивает скорость движения потока, а пузырьки газа и струи воды, ударяясь о поверхность, разрушают и выносят отложения.
Гидропневматическая чистка, в отличие от водо- и пескоструйной, может также выполняться без разборки аппаратов и даже при их эксплуатации, что удешевляет очистные работы и позволяет проводить чистку неразборного межтрубного пространства аппаратов с неподвижными трубными решетками и с температурными компенсаторами.
Хрупкие сухие отложения можно удалять методом пневмогидравлического удара. Разрушающая отложения ударная волна возникает при разрыве сжатым воздухом гибкой мембраны из различных материалов и разной толщины (например, из резины толщиной около 20 мм).
Перед чисткой труб отложения на их поверхности высушивают в течение 3-4 часов сжатым воздухом при температуре 20-50оС, доводя их до коркообразного, хрупкого состояния. Пневмогидравлические удары, меняя мембраны, можно повторять. Образовавшийся после чистки шлам удаляют промывкой аппарата водой.