Фото оборудования и объектов.

Фото оборудования и объектов, на которых установлен УПОВС "МАКСМИР"

13 декабря 2005 года в поселке Пограничный Приморского края в реконструируемой котельной № 1, которая обслуживает один из районов поселка был установлен УПОВС "МАКСМИР-30". Исходная вода имела повышенное содержание железа. Для защиты 2-х котлов, работающих на жидком топливе (мазут) и тепловых сетей от накипи и коррозии вместо ХВП была применена безреагентная технология компании "МАКСМИР". Решенные задачи: · До нормативного состояния уменьшено содержание железа (почти в 10 раз). · Обеспечена надежная защита от накипи и коррозии котлов и тепловых сетей. · обеспечена экологически чистая водоподготовка. Экономический эффект: · исключение затрат на обслуживание станции обезжелезивания; · исключение затрат на строительство цеха ХВП и затрат на его обслуживание. •Акт установки. 5 декабря 2005 года в городе Борзя Читинской области при реконструкции центральной котельной города были установлены новые твердотопливные котлы, а в качестве водоподготовки - 2 аппарата УПОВС "МАКСМИР" (производительностью 30 куб. м/час на подающем трубопроводе и 1 куб. м/час на обратном трубопроводе). Решенные задачи: · Обеспечена надежная защита от накипи и коррозии котлов и тепловых сетей. · Обеспечена экологически чистая водоподготовка. Экономический эффект: · Исключение затрат на строительство цеха ХВП и затрат на его обслуживание. •Акт установки.

Описание

Область применения

Преимущества
Оценка качества воды

Сущность магнитной обработки воды

К пониманию сущности магнитной обработки воды как наиболее перспективного метода безреагентной водоподготовки

Понятием 'безреагентный метод' обработки воды объединяется комплекс способов, не связанных с применением химических веществ: магнитный (магнитногидродинамический), ультразвуковой, обработка токами высокой частоты, способ обратного осмоса. Магнитный способ обработки воды. Из всех известных на сегодня способов очистки и защиты от накипи и коррозии (химических и физических) применение электромагнитных аппаратов является наиболее перспективным. Способ этот не требует значительных сооружений, каких-либо реагентов и специальных лабораторий, прост в эксплуатации и достаточно оперативен. Применение электромагнитных аппаратов в малой и большой теплоэнергетике играет большую роль для решения одной из актуальных проблем - экономии топлива, сохранения и продления срока службы теплоэнергетического оборудования, сетей и защиты окружающей среды от сброса отработанных реагентов. Некоторые данные о влиянии магнитного поля на свойства воды и ее примесей

При наложении магнитного поля концентрация растворенных солей в воде практически не изменяется, но соли жесткости выделяются вместо накипи в ином физическом состоянии - в виде тонкодисперсного шлама, своевременное удаление которого может обеспечить чистоту поверхности нагрева и охлаждения.
Применение магнитного поля не следует сводить только к действию собственного поля; по-видимому, весь процесс правильно рассматривать как комплекс влияющих друг на друга факторов.
Доказано, что во всех случаях магнитное поле оказывает определенное влияние на кинетику кристаллизации, обусловливая образование центров кристаллизации в массе воды, вследствие чего выделение накипеобразователей происходит не на теплопередающей поверхности нагрева и охлаждения, а в объеме воды с выделением вместо твердой накипи подвижного тонкодисперсного шлама. Уже одно это подтверждает целесообразность применения магнитного поля в теплоэнергетике. Имеются данные, что магнитное поле стимулирует и процессы коагуляции.
Для проявления эффекта водообработки необходимым условием, кроме действия магнитного поля, является перемещение потока жидкости перпендикулярно магнитному полю. Эффект будет стабильным, если магнитное поле воздействует многократно и в течение значительного времени (этому соответствует протяженность рабочего зазора (камеры) электромагнитного аппарата; в аппаратах УМО - с 4-я рабочими камерами, не считая камеры деаэрации, их суммарная длина достигает 3-х метров).
Наряду с противонакипным эффектом при обработке воды магнитным полем наблюдается параллельно протекающий процесс отставания накипи, образовавшейся до применения магнитного поля или в процессе обработки.
Таким образом, магнитное поле обусловливает два процесса, приводящих к очистке оборудования от накипи. Вода сохраняет приобретенные свойства после наложения поля в течение 8-10 часов, а в некоторых случаях и больше, но с постепенной потерей этих свойств.
Работами МЭИ установлено, что эффект влияния магнитного поля на предотвращение накипи определяется в основном термодинамической неравномерностью по солям жесткости, т.е. пересыщением ее накипеобразователем (CaCO₃ и CaSO₄) на момент воздействия магнитным полем. Этому способствует и наличие ферромагнитных окислов железа, обусловливающих образование центров кристаллизации. Это и положено, как один из возможных вариантов, в основу трактовки механизма воздействия магнитного поля на воду в теплоэнергетике.
Магнитное поле обладает способностью перестраивать структуру воды, что обусловлено растворенным в воде кислородом.
Под влиянием магнитного поля изменяется диэлектрическая проницаемость и магнитная восприимчивость раствора.
При протекании раствора электролита в поперечном магнитном поле в результате перемещения ионов под действием сил (Лоренца) в растворе возникает ЭДС, действующая в направлении, перпендикулярном магнитному полю. Таким образом, магнитный аппарат, присоединенный к теплоагрегату, является генератором ЭДС, активизируя окислительно-восстановительные процессы на границе металл-раствор.
Проведенные исследования показали, что раствор, обработанный в магнитном поле, при определенной напряженности становится менее коррозийноактивным, чем необработанный. Приобретенные раствором противокоррозийные свойства сохраняются более суток с постепенным снижением эффекта, который через 24 часа составляет 40-50% первоначального. Анализ проб на растворенный в них кислород показал, что концентрация газа при заданных напряженностях магнитного поля снижается; наибольшее снижение концентрации кислорода (4,6 - 8,6%) наблюдается при параметрах магнитного поля 1,36 · 10&sup4; - 4 · 10&sup4; А/м (170-500 Э). Это соответствует также области наибольшего защитного эффекта.
Теория защитного действия магнитного поля от коррозии пока неразработана, однако, есть основание полагать, что явление это связано не с увеличением значения pH, а с уменьшением концентрации растворенного в воде кислорода. Последний под действием магнитного поля может активироваться и образовывать с железом ферромагнитные окислы, предохраняющие поверхность металла от коррозии. Процесс этот связан с уменьшением концентрации кислорода, что было установлено исследованиями.

Образование магнетитовой пленки

Процесс образования защитной магнетитовой пленки в аппаратах для обработки воды магнитным полем протекает следующим образом.
Одним из продуктов коррозии стали является гидроокись железа Fe(OH) ₃ ·nH₂O, которая в результате дегидратации может переходить в магнетит Fe₃O₄. В отсутствие магнитного поля слой Fe(OH) ₃ ·nH₂O постоянно размывается током воды. Если же металл находится в сфере влияния магнитного поля, то Fe(OH) ₃ ·nH₂O притягивается к поверхности металла и образует изолирующий слой, препятствующий проникновению кислорода в более глубокие слои, благодаря чему образуется магнетит.
Снижение коррозии металла в водных растворах под влиянием магнитного поля может быть особенно эффективным для таких агрегатов, где возмозжно непрерывное воздействие магнитного поля на воду. Примером могут служить замкнутые системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания, систем оборотного водоснабжения, а также систем водяного отопления (котлы, бойлеры и др.).
При использовании в системах охлаждения конденсата или дисциллята для предотвращения коррозии обычно применяют пассиваторы - едкий Na, тринатрифосфат, нитрит натрия и др., которые наряду с положительным действием могут влиять и отрицательно, разъедая сплавы, прокладки, рукава. Кроме того, их применение требует организации специального хозяйства и контроля, что удорожает производство и увеличивает объем ремонтных работ. Магнитный способ не имеет отмеченных недостатков.

Магнитное поле и кристаллизация Одним из основных условий кристаллизации является пересыщенное состояние раствора. В дальнейшем в результате фазовых превращений образуются центры кристаллизации, на которых и происходит выделение кристаллизующего вещества. Таким образом, кинетика кристаллизации определяется следующими условиями: пересыщением, возникновением микрозародышей (первичных аморфных частиц), их ростом и, наконец, образованием центров кристаллизации. В результате взаимодействия 2-х молекул (ионов) возникают мельчайшие структурные образования, которые объединяются с третьей молекулой (ионом) и т.д. Сначала могут образовываться короткие цепи или плоские мономолекулярные слои. В этих условиях силы отталкивания молекул (ионов) друг от друга оказываются меньше сил их взаимного притяжения и равнодействующая этих сил приводит к агломерации данных молекул (ионов), к образованию ими элементов кристаллической решетки, т.е. к возникновению кристаллического зародыша, являющегося элементарной частицей твердой фазы. Кристаллизация может происходить значительно быстрее и легче, если в растворе уже существует твердая поверхность. Примером влияния готовой поверхности на кристаллизацию может служить тот факт, что зародыши кристаллизации (и накипь) обычно образуются на поверхности нагрева или охлаждения теплоагрегата, т.к. энергия, затрачиваемая на их образование на твердой стенке, будет значительно меньше энергии, необходимой для образования в объеме воды. При этом на образование зародыша и кристаллизацию будут влиять также электрическое взаимодействие и характер поверхности: наличие шероховатости, трещины, т.е. факторы, увеличивающие площадь поверхности, в присутствии которых величина работы образования зародыша может быть настолько уменьшена, что выделение твердой фазы в известных условиях может произойти даже из непересыщенного раствора. Роль магнитного поля и окислов железа в образовании центров кристаллизации Магнитное поле обусловливает образование кристаллических микрозародышей накипеобразователей в водных растворах при условии, если эти растворы при поступлении в магнитный аппарат находятся в пересыщенном состоянии. В дальнейшем при нагревании зародыши превращаются в кристаллические центры. Их количество значительно больше, а размер меньше, чем при отсутствии предварительной обработки воды магнитным полем. Кроме того, сокращается латентный период кристаллизации, т.е. твердая фаза выделяется раньше. Большое значение имеет индуцированный электрический ток, возникающий при наложении магнитного поля; при этом нарушаются условия гидратации ионов и создаются благоприятные условия для их сближения и образования кристаллических центров. В последние годы разработана теория, рассматривающая воздействие магнитного поля на поток воды с точки зрения магнитногидродинамических процессов. По этой теории при прохождении воды через магнитное поле под действием скоростного напора и электромагнитных сил возникает ряд поперечных и продольных эффектов (из которых наибольшее значение имеет эффект Холла), связанных с переносом массы и заряда, имеющих следствием пространственно-локализованное сгущение растворенного вещества. При этом в слое жидкости, непосредственно прилегающем к стенке нагретой трубы, по которой движется поток, образуются микрозародыши (даже при незначительном пересыщении за счет поверхности стенки), превращающиеся в дальнейшем в центры кристаллизации. Важна роль железа, присутствующего в воде в коллоидном состоянии, как возбудителя кристаллизации. Под действием магнитного поля устойчивость золя железа нарушается, и образуются частицы, которые быстрее коагулируют, укрупняются и адсорбируют накипеобразователи. При этом получаются более рыхлые осадки, чем в отсутствие воздействия магнитного поля на воду. Помимо того, в результате старения коллоида его ядро может распадаться с образованием ферромагнитных частиц, положительно влияющих на противонакипный эффект. Исследования показали, что в процессе образования центров кристаллизации в магнитном поле основная роль принадлежит только ферромагнитным окислам Fe₃O₄, Fe₂O₃. Вместе с тем отличаются и другие функции ферромагнетиков:

возможность механического влияния коагулированных агрегатов на выпадение твердой фазы из пересыщенного раствора;
образование адсорбционного изолирующего слоя на поверхности нагрева, снижающего адгезию накипеобразователей.

Ферромагнитные окислы железа, входящие в состав кристаллических частиц могут проявлять стрикционный эффект, приводящий к дроблению зародыша, в результате которого увеличивается количество центров кристаллизации и соответственно возрастает противонакипный эффект.

Отличия от других методов водоподготовки

Отличия УПОВС "МАКСМИР" от других методов водоподготовки

Технологии водоподготовки, существующие в настоящее время, обладают целым рядом недостатков, не позволяющих однозначно рекомендовать тот или иной метод для повсеместного применения.

установка для мембранного обессоливания, производительностью 5 м³/ч, стоит около 15 тыс. у.е., причем самые дорогостоящие элементы (мембраны) приходится менять не реже одного раза в год;
электрохимический способ требует значительных площадей для монтажа модулей и сравнительно большого расхода электроэнергии (0,5 - 2,0 кВт ч/м³);
в случае применения реагентных добавок увеличивается солесодержание воды, повышается остаточная жесткость, требующая проведения стабилизационных мероприятий, а также загрязняется окружающая среда;
устройства, принцип действия которых базируется на основе электродиализа и обратного осмоса, не защищают инженерное оборудование от коррозии;
действие акустических систем (ультразвук и инфразвук) локально и не всегда эффективно при самостоятельном применении;
устройства для обработки воды электромагнитными волнами расчетной частоты достаточно экономичны, но не рекомендуются для воды с температурой выше 70 °С, требуют дополнительной водоподготовки и стабильного качества воды, допускают сбои в работе и имеют ограниченный срок службы (1 - 2 года);
нерегулируемые аппараты на постоянных магнитах работоспособны только при стабильном качестве и постоянной температуре воды, а при изменении этих параметров наблюдается резкое снижение противонакипного эффекта (вплоть до полного исчезновения).

С учетом вышеизложенного наиболее перспективным представляется применение электромагнитных аппаратов постоянного тока, как наиболее эффективных, экономичных и экологичных. Устройства этого типа отличаются высокой надежностью, длительным сроком службы и быстрой окупаемостью. Этим требованиям в более полной мере отвечает 'Установка для противонакипной обработки водных систем' (УПОВС) 'Максмир' - четырехкамерный магнитный аппарат на постоянном токе со встроенной камерой деаэрации и генератором электромагнитных колебаний, при использовании которого отпадает необходимость применения дорогостоящих фильтров, химических реагентов, деаэраторного устройства и т.п. (табл. 1). Наличие четырех рабочих камер (зазоров), по которым проходит вода, позволяет длительно воздействовать на нее регулируемым магнитным полем, в результате чего соли накипеобразователей превращаются в мелкодисперсный шлам, который не откладывается на внутренних поверхностях энергооборудования и трубопроводов. При открытом водозаборе шлам уходит с отбираемой водой, а в закрытых системах осаждается в шламоуловителях. Далее вода поступает во встроенный деаэратор, где под действием расчетной величины магнитного поля из нее частично удаляются агрессивные газы (О₂ и СО₂), наличием которых обусловлена внутренняя коррозия систем. На заключительном этапе вода проходит через генератор (активатор) электромагнитных колебаний, воздействие которых закрепляет и усиливает результаты магнитной обработки за счет продления 'магнитной памяти'. Качество обработки может контролироваться кристаллооптическим методом уже через 4 - 8 часов после включения аппарата. Перечислим некоторые достоинства установки 'Максмир':

в большинстве случаев исключается необходимость в химводоподготовке;
образовавшаяся ранее накипь растворяется через три месяца, а новая перестает откладываться сразу после включения аппарата;
защищает и очищает от накипи не только сам теплоагрегат, но и связанные с ним сети;
деаэратор, встроенный в аппарат, частично убирает агрессивные газы, защищая от коррозии внутренние поверхности теплоагрегатов, труб, приборов и запорной арматуры;
незначительная потребляемая мощность (1,5 Вт/м3) обеспечивает существенную экономию энергоресурсов;
простота монтажа и эксплуатации;
не оказывает негативного воздействия на окружающую среду;
совместим со всеми существующими методами водоподготовки, существенно повышая их эффективность и экономичность.

Область применения установки 'Максмир' чрезвычайно обширна. Это объекты малой, средней и большой теплоэнергетики, все отрасли промышленности, транспорт (в т.ч. морской флот), жилищно-коммунальный комплекс, сельскохозяйственное производство и т.п. На теплоэнергетических объектах, неподконтрольных 'Госгортехнадзору' (котлы, теплообменники, калориферные установки, ЦТП и т.д.), аппарат 'Максмир' полностью заменяет водоподготовку и деаэрацию. Но и на крупных объектах теплоэнергетики, контролируемых 'Госгортехнадзором' (включая ТЭЦ, АЭС, ГРЭС и т.п.), где требуется умягчение воды, применение аппарата 'Максмир' весьма актуально, причем он может работать как самостоятельно, заменяя химводоподготовку и деаэрацию, так и в сочетании с ними. Более того, при подключении перед оборудованием водоподготовки он обеспечивает:

ускорение процессов водоподготовки;
сокращение расхода реагентов (кислоты, технической соли) и полное их использование;
увеличение промежутков между регенерационными операциями с фильтрами;
удаление остаточной накипи с внутренних поверхностей теплоагрегата и связанных с ним сетей на всем пути движения теплоносителя;
защиту от коррозии.

Отметим, что установка 'Максмир' пригодна для подготовки любых вод, в том числе и высокоминерализованных (вплоть до морской), с температурой 115°С и выше.

Таблица 1. Технические характеристики УПОВС-30 'Максмир'
Производительность, м³/ч
Максимальная потребляемая мощность, кВт	1,9
Качество воды (жесткость), мг экв/л	1,5 - 30
Температура обрабатываемой воды, °С	5 - 140
Род тока	постоянный (от выпрямителя)
Напряжение питания, В
Масса, кг

Экономическая эффективность применения аппарата 'МАКСМИР'

Высокая эффективность электромагнитных аппаратов, разработанных ЗАО 'Максмир', подтверждается опытом их практической эксплуатации. В частности, установки этого типа, работавшие на ГОК (г. Тырныауз) на протяжении почти 10 лет, обеспечили безнакипное состояние котлов и тепловых сетей, в результате чего существовавшее на комбинате оборудование химводоподготовки и деаэратор были демонтированы за ненадобностью.

Испытания пилотного варианта аппарата УМО-25, установленного на подающем трубопроводе горячего водоснабжения ЦТП 'Моники' (г. Мытищи) в апреле 2002 года, показали уменьшение размеров кристаллов накипи в 8 - 10 раз (для сравнения: безнакипная работа аппарата гарантируется при уменьшении кристаллов накипи в 3 раза), а содержание кислорода снизилось с 1,7 до 0,5 мг/л (почти на 70%). Кроме того, менее чем за три месяца (с 24.04.2002 по 14.06.2002) работы агрегата толщина отложений на внутренней поверхности контрольного узла (промежуточный патрубок магнитного фильтра) уменьшилась с 3 - 5 до 1 - 1,5 мм, причем отложения карбонатного характера полностью растворились под действием магнитного поля, а оставшийся тонкий слой окислов служит дополнительной защитой поверхности патрубка от коррозии.

Электромагнитные аппараты, установленные на ГМК 'Норильский никель' для промывки от накипи внутридомовых сетей и теплотехнического оборудования производственных объектов сократили срок очистки оборудования в три раза по сравнению с традиционными методами.

В заключение приведем некоторые цифры, иллюстрирующие экономическую эффективность использования УМО 'Максмир'. Расчеты, проведенные для уже упоминавшегося объекта в г. Мытищи, показали, что только исключение химводоподготовки позволяет экономить 269040 руб. в год.

Фото оборудования и объектов.

Поиск по сайту