Témata
Reklama

Čištění energetických zařízení

Vnitřní povrchy otopných a chladicích systémů jsou během svého provozu postupně pokrývány, vlivem chemických a fyzikálně chemických reakcí, pevnými úsadami nečistot, minerálů a korozních produktů. Vzniklé látky jsou tepelným izolantem a brání přestupu tepla. To má za následek omezení účinnosti systémů, zvýšení energetických a tlakových ztrát ale i omezení možnosti regulace a celkově snížení účinnosti těchto systémů.


Údržba a čistění vnitřních povrchů a obecně i těchto systémů je velmi obtížná, ale lze ji vhodnými způsoby realizovat. Konstrukční řešení otopných systémú je z řady rozdílných materiálů (ocel, mosaz, měď, plasty), a proto je nutné volit takové bezpečné metody a univerzální čisticí prostředky, které žádný z použitých materiálů daného systému nepoškodí [1].

Reklama
Reklama
Reklama

Znečištění teplosměnné kapaliny a usazeniny s tím spojené

Voda, která je nejčastějším médiem v otopných a chladicích systémech, obsahuje vždy určité množství znečištění v závislosti na její kvalitě a čištění. Při provozu otopné, resp. chladicí soustavy se z teplosměnné kapaliny vylučují minerály a anorganické látky na stěnách zařízení, které tím snižují jeho účinnost a správnou funkci. Negativně může chod otopné soustavy ovlivnit i změna pH kapaliny. Kyslík obsažený v kapalině napomáhá korozní degradaci materiálu a částice rzi a nečistot zůstávají uvnitř otopné soustavy. Při velké a dlouhodobé zátěži může dojít až k narušení materiálů zařízení.

Vytvořením lokální usazeniny se snižuje průtok vody, zvyšuje se hydraulický tlak a odpor v systému. Usazeniny negativně ovlivňují především přenos tepla z důvodu malé tepelné vodivosti. Dosažení požadovaného přenosu tepelného výkonu se kompenzuje navýšením teploty kapaliny na vstupu do soustavy nebo zvýšením průtoku, respektive zvýšením výkonu čerpadel. Usazeniny tak snižují celkovou účinnost soustavy důsledkem teplotních a energetických ztrát [3].

Rozvody pitné vody v bytových jednotkách

Technologie čištění vnitřních povrchů

Čištění vnitřních povrchů lze rozdělit podle druhu technologie, kterou se čištění provádí, na mechanické a chemické. Mechanické čištění k odstranění nečistot využívá kinetickou energii abrazivních prostředků a nástrojů, ale i podchlazených médií (dusíku), vysokotlakého paprsku či proplachu. Základem chemického čištění jsou speciální průmyslové chemikálie na bázi vhodných vodných roztoků alkálií nebo kyselin určených k čištění těchto zařízení. Čištění a odstranění vodního kamene, kalu, sedimentů, korozních produktů a dalších nečistot z otopných a chladicích systémů.

Z mechanických technologií čištění je to především tryskání lehkými prostředky (např. soda, suchý led, korund), vysokotlaké čištění vodou či speciálními nástroji (kartáči) prostřelováním za působení směsi vody a vzduchu či speciálními způsoby (dusíkem).

Výhody mechanického čištění:

  • zařízení k čištění je přenosné;
  • nízké zatížení životního prostředí;
  • rychlost a nízké náklady.

Nevýhody mechanického čištění:

  • při těchto metodách čištění je nutné soustavu alespoň částečně rozebrat;
  • vždy zbývá zbytková vrstva nečistot na čištěném povrchu, nelze dosáhnout dokonale čistého povrchu;
  • nelze použít pro systémy s tenkou stěnou potrubí [4, 5].

Kovové oxidy jsou odstraňovány obecně technologií moření, při níž se korozní produkty rozpouštějí ve směsích kyselin. Nejčastěji je používáno moření v kyselině chlorovodíkové nebo sírové. Neželezné kovy lze mořit v alkalických roztocích (NaOH). Po procesu moření následuje pasivace povrchu [2].

Zařízení HydroDrill
Čištění výměníku zařízením HydroDrill [6]Pokud nebyly k dispozici vhodné a bezpečné prostředky s vhodnými inhibitory, používaly se tyto chemikálie i k čištění vnitřních povrchů energetických systémů. Od těchto metod se z důvodů nebezpečí pro užívané materiály (korozivzdorná ocel, měď, mosaz) ustoupilo a není doporučováno jejich použití. Nahrazovány jsou progresivními prostředky s účinnými univerzálními inhibitory a urychlovači čisticích reakcí (například na bázi glyoxalu). Vhodné chemické čisticí prostředky navíc pasivují a konzervují vyčištěný povrch.

Výhody chemického čištění:

  • odstranění vodního kamene, kalu, sedimentů, korozních produktů a jiných nečistot z vnitřních ploch otopného systému je velmi rychlé (v hodinách) a levné;
  • zařízení k čištění jsou mobilní;
  • tento způsob čištění při použití vhodných čisticích prostředků je zcela bezpečný pro čištěná zařízení apod. [1, 2].
Zařízení EXCALIBER Flex Drive
Čištění výměníku zařízením EXCALIBER Flex Drive. [6]

Závěr

Vyčištěním vnitřních povrchů otopných a chladicích systémů lze především zlepšit přestup tepla na původní stav nového zařízení z důvodu odstranění nečistot a úsad a udržet tak energetický systém v bezpečném a efektivním stavu, snížit tepelné a energetické ztráty a urychlit prohřátí materiálu (kotle, radiátory). Výše popsanými metodami lze kompletně vyčistit soustavy (při chemickém způsobu bez demontáže) a tím snížit rizika poruch, poškození materiálu a odstranit ucpání systémů. Vyčištěním otopného či chladicího systému lze udržet optimální průtok teplosměnného média (otopné vody), prodloužit životnost soustavy vlivem pasivace povrchu a tím zpomalit další korozní poškození, snížit finanční náklady za opravy otopné soustavy, zajistit rychlou a funkční regulaci systémů a v neposlední řadě uspořit náklady za vytápění, chlazení a ohřev vody.

Čištění tekutým dusíkem.
Čištění výměníku tekutým dusíkem. [6]

Neprofesionální přístup k čištění může způsobit nedokonalé vyčištění či nebezpečná poškození materiálů, což se projeví až v provozu vyčištěného zařízení. Je proto důležitá volba a použití bezpečného prostředku pro čištění, provedení analýzy materiálu použitého v čištěném systému a následná defektoskopická kontrola. To vše na základě dobré odborné úrovně provádějící firmy s prokazatelnou potřebnou kvalifikací.

Neznalost složení materiálů čištěného systému a složení používaného prostředku k čištění může způsobit poškození systému. Je proto nezbytné požadovat při výběru firem prokázání jejich kvalifikace a záruky za provedenou práci. Stejná zodpovědnost je na straně objednavatelů čištění či zadavatelů výběrového řízení. Nejlevnější nabídka nemusí být totiž ta nejkvalitnější.

Ukázka projektilového čištění. [6]

Vhodné moderní čisticí metody a prostředky přinášejí výrazné energetické úspory 20 až 30 % nákladů při provozování otopných či chladicích zařízení. Nezapomínejme, že uspořená energie je ta nejlevnější.

Autoři textu poskytnou případným zájemcům na požádání další informace o problematice
a možnostech čištění.

Tento příspěvek byl podpořen projektem SGS16/217/OHK2/3T/12.

ČVUT v Praze, Ústav strojírenské technologie

Ing. Jiří Kuchař, Dr. Vladimir Agartanov, doc. Ing. Viktor Kreibich, CSc.

Viktor.Kreibich@fs.cvut.cz

//u12133.fsid.cvut.cz/

Literatura:
[1] GHOLIVAND, Kh., M. KHOSRAVI, S. G. HOSSEINI a M. FATHOLLAHI. A novel surface cleaning method for chemical removal of fouling lead layer from chromium surfaces. Applied Surface Science [online]. 2010, 256(24), 7457–7461 [cit. 2016-08-16].
[2] KREIBICH, V., K. HOCH. Koroze a technologie povrchových úprav. Praha, 1991.
[3] KUCHAŘ, J., KREIBICH, V. Čištění otopných a energetických zařízení. Technologie, kvalita a rizika ve výrobě 2016. TISK AS, s. r. o., Jaroměř, 2016. ISBN 978-8087583-16-6.
[4] ABD-ELHADY, M.S., M.R. MALAYERI A M.R. JALALIRAD. Intensification of the cleaning action of structurally different projectiles by multiple injections and changing injection rate. Desalination [online]. 2014, 337, 52–59 [cit.2016-08-17].
[5] Projectile tube cleaning Inc. [online]. 2015 [cit. 2016-08-18]. Dostupné z: //www.projectiletube.com/
[6] Condeser and Heat Exchanger Tube Cleaning, Air-Cooled Condenser Cleaning, Eddy Current and Remote Field Testing, Trancer Gas Leak Detection. 2015. USA, 2015.

Reklama
Související články
Kompozitní povlaky jako možná náhrada za povlaky na bázi CrIV

Tento příspěvek se týká oblasti povrchových úprav, zejména elektrolyticky vyloučených kovových povlaků, a to způsobu vytvoření kompozitní povrchové úpravy na bázi niklu s vysokou odolností proti opotřebení. Výsledkem provedeného výzkumu je technologický postup závěsového pokovení pro nový kompozitní povlak NiP-XLS, který by mohl nahradit povlaky na bázi CrIV.

Komplexní způsob kontroly procesu odmaštění

Článek pojednává o možnostech komplexní kontroly procesu odmaštění v průmyslových aplikacích, tj. především o možnostech kontroly stavu povrchu výrobků před procesem odmaštění a po něm a o kontrole stavu odmašťovacích kapalin pomocí UV-VIS spektroskopie.

Stříkání a lakování - trendy jsou nepochybné

Nutnost zvyšovat technicko-ekonomickou úroveň firmy je na denním pořádku. Inovace zvyšují podnikovou konkurenceschopnost, kterou lze spatřovat zejména ve flexibilitě, tvorbě přidané hodnoty, efektivnosti a kvalitě. Také v oboru povrchových úprav je trendem automatizace a robotizace.

Související články
Ako zvýšiť kvalitu povrchových úprav

Dokonale čistý a odmastený povrch dielov je základnou črtou pre všetky povrchové úpravy, ktorý má veľký vplyv na výslednú kvalitu produktu. Predovšetkým rôzne spôsoby nanášania kovov si vyžadujú starostlivú prípravu povrchu, aby sa zabránilo vzniku škvŕn, ktoré vznikajú v dôsledku povrchovej kontaminácie počas tvárnenia kovov.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zvýšení výkonu u tribo stříkání

Stříkání práškových barev systémem tribo je založeno na fyzikálních principech, které do značné míry určují výsledné parametry stříkacího zařízení. Výrobce stříkacích pistolí je postaven před úkol navrhnout optimální konstrukci, která bude poskytovat nejlepší možný výstup, jakým je dostatečně nabitý prášek, který vystupuje v požadovaném množství a s použitelnou rychlostí z ústí nabíjecí trubice. Jak název napovídá, nabíjení prášku tribo je založeno na principu tření.

Šetrné a účinné čištění těžko dostupných míst

Klasické postupy čištění ve vodě se dostávají na hranice svých možností, když jde například o kapilární struktury nebo komplexní geometrie. Za takové situace se nově na scénu dostávají tzv. CNP technologie (Cyclic Nucleation Process). Tato technologie pracuje na principu cyklické nukleace (tvorby krystalových zárodků z přesycených roztoků).

Vakuové odpařování - technologie budoucnosti

Vakuové odpařování je v České republice poměrně málo používaná technologie. Má však velký potenciál pro budoucí rozšíření. Tato technologie nachází využití v povrchových úpravách, chemickém, strojírenském, potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Firma Kovofiniš je jednou z prvních českých firem, která nabízí vlastní vakuové odparky.

Předúprava oceli nízkoteplotním plazmatem pro zvýšení pevnosti lepeného spoje

V příspěvku jsou shrnuty výsledky výzkumu vlivu plazmochemické předúpravy vzorků oceli DC01 na výslednou pevnost lepeného spoje. Pro předúpravu povrchu vzorků oceli byla použita RF štěrbinová tryska generující plazma. Jako pracovní plyn byl použit argon a argon v kombinacích s dusíkem nebo kyslíkem. Vliv plazmové předúpravy na povrch oceli byl vyhodnocen pomocí měření kontaktních úhlů a výpočtu volné povrchové energie. Po slepení vzorků oceli pomocí běžně užívaného lepidla Weicon Flex 310M HT200 byly testovány výsledné vlastnosti lepeného spoje pomocí standardních mechanických odtrhových testů podle ČSN EN 1465.

Vývoj epoxidových barev na konstrukce

Trendem dnešní doby je snižování nákladů na nátěrové systémy na konstrukce. Tyto systémy jsou ve většině případů složeny ze základní nátěrové hmoty (NH) epoxidového typu a vrchního polyuretanového emailu. V rámci úspory nákladů byla vyvinuta NH, která plní funkci obou těchto nátěrových hmot, to znamená, že má antikorozní vlastnosti, splňuje funkci vrchní NH a je možné ji aplikovat pouze v jedné vrstvě.

Funkční materiály pomocí depozice atomových vrstev

Depozice atomových vrstev (ALD – Atomic Layer Deposition) je technologie využívající depozice tenkých vrstev na povrch substrátu s přesností v atomovém měřítku, založená na řadě reakcí výchozí látky v plynném stavu s povrchem substrátu. Většina ALD reakcí používá dvě chemické látky, které se nazývají prekurzory.

Předúpravy povrchů velkorozměrných ocelových konstrukcí

V letech 2014 až 2016 budovala jako generální dodavatel firma S.A.F. Praha, spol. s r. o., technologická zařízení pro mechanické předúpravy povrchu, odmašťování a termické nástřiky ve výrobním závodě polské firmy Famet v blízkosti města Opole. Investor a uživatel vyrábí zařízení pro energetiku, plynárenský a ropný průmysl, jejichž součástí jsou velké ocelové svařence s hmotností do 250 tun.

Otěruvzdornost povlaků žárového zinku s přídavkem cínu

Žárové zinkování ponorem představuje jeden z nejrozšířenějších způsobů ochrany ocelových materiálů kovovými povlaky. Životnost takto zhotovených povlaků je v běžném prostředí více než 50 let, a proto nevyžadují údržbu. Vlastnosti zinkového povlaku lze navíc podle použití částečně ovlivňovat přídavkem některých prvků do oceli nebo zinkové lázně. V rámci výzkumu na Ústavu strojírenské technologie ČVUT v Praze bylo cílem zhodnotit odolnost proti otěru zinkového povlaku v závislosti na obsahu cínu v zinkové tavenině.

Tryskání a hlavní příčiny, které snižují životnost ocelových konstrukcí

Nové metody abrazivního tlakovzdušného tryskání, které oproti tradičním technologiím staví na přesném nastavení a elektronické kontrole procesu, jsou určeny pro dokonalou a včasnou přípravu povrchu ocelových konstrukcí před nanášením povrchových úprav. Jsou spolehlivější, rychlejší, tím i výrazně úspornější v provozních nákladech a také v celkové ekonomice technologie.

Zvýšení odolnosti polymerních nátěrů pomocí nano/mikrogelů

Polymerní nátěrové hmoty aplikované na výrobcích plní různé funkce, nejčastěji estetickou a ochrannou. Moderní typy nátěrových hmot by měly tyto funkce kombinovat a rovněž i vyhovovat stále se zpřísňující chemické legislativě a požadavkům kladeným na ochranu životního prostředí a pracovních potřeb. Přirozeným důsledkem je neustálá potřeba vyvíjet a zavádět nové sofistikované formulace nátěrových hmot, a to jak v oblasti rozpouštědlových, tak i vodouředitelných nátěrových hmot.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit