Промывка системы отопления гидропневмоимпульсным методом

В июне 2019 года специалисты компании ООО «АСГАРД-Сервис» проводили промывку системы теплоснабжения общим объёмом около 80 м³.

В процессе эксплуатации на внутренних поверхностях трубопроводов системы отопления и горячего водоснабжения скапливаются органические и неорганические отложения: соли кальция, натрия, магния, песок, ил, глина — что приводит к образованию накипи.

Образующиеся на внутренней  поверхности трубопроводов   отложения являются продуктами сложных физико-химических процессов, происходящих на ней самой или на нанесённом защитном покрытии, а также в транспортируемой по трубопроводу воде. Кроме того, данные отложения в ряде случаев являются продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, поселившихся и присутствующих в трубах благодаря сложившимся условиям.

Характер отложений в трубопроводах, как правило, определяется физико-химическими свойствами транспортируемых вод, условиями эксплуатации сети, продолжительностью службы. Вследствие этого снижается проходная способность трубопроводов и увеличивается гидравлическое сопротивление системы, что  приводит к уменьшению эффективности системы, увеличению расходов электроэнергии на двигатели насосов, нарушению температурного графика.

Со слов заказчика промывка системы теплоснабжения не проводилась долгое время, что могло неблагоприятно сказаться в сезон отопления, т. к. под отложениями активно проходит реакция коррозии металла. Так же по современным стандартам  необходимо ежегодно проводить подобные работы: требования п. 20.9 ТКП 458-2012 «Правила технической эксплуатации теплоустановок и тепловых сетей потребителей».

Промывка проводилась с целью приблизить проектную пропускную способность трубопровода, сократить расходы топлива на производство тепла, снизить затраты электроэнергии на циркуляцию теплоносителя, обеспечить соблюдение потребителем температурного графика работы сети в зависимости от температуры наружного воздуха, исключить возможность засорения тепловой сети и теплотехнического оборудования теплоисточника.


Разработка мероприятий и подготовка к работам

Перед проведением работ специалисты компании ООО «АСГАРД-Сервис» произвели подробный осмотр теплосистемы:

• Проводилось обследование системы теплоснабжения для определения степени загрязненности отложениями;
• Выбирался и согласовывался метод производства промывки с учётом особенностей системы теплоснабжения;
• Готовилась и согласовывалась схема промывки;
• Выбирались оптимальные места для производства врезок штуцеров для подключения оборудования;
• Подготавливался и согласовывался план производства работ (ППР).

Для производства работ был выбран гидропневматический способ промывки совместно с методом пневмоимпульсного удара. Особенностью данного метода является то, что подающийся в заполненную водой систему теплоснабжения воздух создает высокую турбулентность движения  водовоздушной смеси, что приводит к отслоению и удалению отложений, а также дополнительному взрыхлению и удалению отложений с поверхностей.

Применение этого способа промывки для данной системы теплоснабжения было единственно верным решением, так как химическая промывка не могла быть осуществлена из-за режима работы котельной, очистных сооружений, а также из-за того, что во всех зданиях установлены радиаторы из разных металлов, что требовало персонального подбора моющего состава и увеличило бы стоимость и сроки проведения работ.

Для проведения работ подбиралось и подготавливалось оборудование:

• Передвижные компрессорные станции производительностью 5-6 м³/ мин, давлением 0,6-1 Мпа;
• Напорно-всасывающие шланги;
• Генераторы пневмоимпульса 50л;
• Штуцеры для произведения врезок;
• Комплектующие для подсоединения пневмоимпульсного оборудования.

Работы производились в следующей последовательности:

1. Промывка системы теплоснабжения административного здания.
2. Промывка в зданиях цехов и складов готовой продукции.
3. Промывка очистных сооружений, отдельная промывка теплообменников.
4. Промывка здания мойки автотранспорта.
5. Промывка здания котельной.

Работы основного периода

Общий план проведения промывки:

1. Отключить систему отопления на время проведения промывки отсекающей арматурой с установкой дополнительных заглушек из листовой стали толщиной не менее 2 — 4 мм.
2. К промывочным штуцерам присоединить гибкие рукава. Предусмотреть на вводе холодной воды и воздуха установку обратных клапанов.
3. Заполнить систему водой через задвижку при открытом воздушнике, при появлении воды воздушник и закрыть задвижку.
4. Промыть систему на пролив с подачей пневмоимпульса и с барботажем, до появления светлой воды при сливе.
5. Произвести проверку герметичности системы.
6. Отключить временное оборудование.

Промывка административного здания

Были выполнены следующие работы:

• В тепловом пункте для присоединения трубопровода сжатого воздуха от компрессора Ду 32мм, для присоединения трубопровода холодной воды Ду 50мм, а также для отвода дренируемой водовоздушной смеси производилась врезка штуцеров;
• Организовывался способ слива промывочной воды в ближайший дренаж;
• Производился подбор режима промывки в зависимости от пропускной способности дренажного устройства и возможного расхода воды. Нормальным режимом считается движение смеси, сопровождающееся толчками, проскоками попеременно воды и воздуха;
• Производилась продувка сжатым воздухом каждого стояка снизу вверх при заполненной водой системе отопления (для взрыхления отложений). Промывать начинали с самого отдаленного стояка;
• Промывка проточным способом — система теплоснабжения заполняется водой, подключается компрессор и открывается дренаж. Водовоздушная смесь постоянно подается в промываемый участок системы и выходит через дренаж. Промывка ведется до визуально светлой воды.

Подключение компрессорного оборудования, монтаж оборудования для промывки в ИТП

Подключение шлангов к центральному стояку на крыше административного здания

Первый, второй и третий стояки во время промывки

Первый, второй и третий стояки после промывки, контроль

Контроль и слив во время промывки стояков, идущих на помещение столовой

Промывка теплообменников в здании очистных сооружений


По согласованию с заказчиком теплообменники промывались отдельно от системы теплоснабжения, так как их функционирование связано с поддержанием определенной температуры среды жизни бактерий, отключение и включение теплообменников в работу происходит по определённому графику.

Промывка двух теплообменников осуществлялась с помощью моющего реагента на основе сульфаминовой кислоты с добавлением ингибиторов коррозии.

Рабочий раствор с помощью промежуточной ёмкости с насосом (СИП) циркулировал до окончания реакции выделения кислорода, что является признаком окончания промывки. В данном случае циркуляция происходила порядка пяти часов, после этого раствор в статическом состоянии находился внутри теплообменников порядка четырнадцати часов, затем ещё три часа циркуляции до окончания реакции.

Отработанный раствор был нейтрализован до рН7, затем по согласованию с заказчиком слит в промышленную канализацию.

Подключение

Цвет раствора после промывки

После этого производился монтаж оборудования и чистка основных стояков и батарей в здании очистных. Промывка так же осуществлялась до «чистой воды». В ходе работ выяснилось, что два радиатора отрезаны от основной линии и заглушены.

Монтаж оборудования

Батареи в здании

Стояки во время и после промывки

Промывка системы теплоснабжения производственных цехов и цехов готовой продукции


Были выполнены следующие работы:

• В тепловом пункте для присоединения трубопровода сжатого воздуха от компрессора Ду 32мм, для присоединения трубопровода холодной воды Ду 50мм, а также для отвода дренируемой водовоздушной смеси производилась врезка штуцеров;
• Организовывался способ слива промывочной воды в ближайший дренаж;
• Производился подбор режима промывки в зависимости от пропускной способности дренажного устройства и возможного расхода воды;
• Производилась промывка сжатым воздухом при заполненной водой системе отопления для взрыхления отложений;
• Промывка производилась проточным способом — система теплоснабжения заполняется водой, подключается компрессор и открывается дренаж. Водовоздушная смесь постоянно подается в промываемый участок системы и выходит через дренаж. Промывка ведется до визуально светлой воды.

Отдельно промывалась линия, ведущая на помещение микробиологии (со слов заказчика, плохо греют батареи). Промывка производилась по той же схеме.

Осмотр трассы

Врезка

Сварка для подключения оборудования и готовая задвижка

Задвижка с оборудованием для промывки

Результат промывки теплосистемы в помещении микробиологии

Контроль и слив во время промывки стояков, идущих на помещение столовой

Контроль и слив во время промывки стояков, идущих на гараж

Промывка хранилища дизтоплива

Подключение оборудования для промывки производилось в котельной, подключение шлангов для слива грязной воды и контроля результатов работ производилось непосредственно в здании хранилища дизтоплива.

Подключение оборудования для промывки хранилища ДТ

Стояк хранилища во время и после промывки

Промывка системы отопления в здании мойки машин

• В здании котельной для присоединения трубопровода сжатого воздуха от компрессора Ду 32мм, для присоединения трубопровода холодной воды Ду 50мм, а также для отвода дренируемой водовоздушной смеси производилась врезка штуцеров;
• Организовывался способ слива промывочной воды в ближайший дренаж;
• Производился подбор режима промывки в зависимости от пропускной способности дренажного устройства и возможного расхода воды;
• Производилась промывка с подачей сжатого воздуха при заполненной водой системе отопления для взрыхления отложений;
• Промывка производилась проточным способом — система теплоснабжения заполняется водой, подключается компрессор и открывается дренаж. Водовоздушная смесь постоянно подается в промываемый участок системы и выходит через дренаж. Промывка ведется до визуально светлой воды.

Подключение оборудования в здании мойки

Результаты в процессе промывки и после окончания

Промывка радиаторов в здании котельной

• В здании котельной для присоединения трубопровода сжатого воздуха от компрессора Ду 32мм, для присоединения трубопровода холодной воды Ду 50мм, а также для отвода дренируемой водовоздушной смеси производилась врезка штуцеров;
• Организовывался способ слива промывочной воды в ближайший дренаж;
• Производился подбор режима промывки в зависимости от пропускной способности дренажного устройства и возможного расхода воды;
• Производилась промывка с подачей сжатого воздуха при заполненной водой системе отопления для взрыхления отложений;
• Промывка производилась проточным способом — система теплоснабжения заполняется водой, подключается компрессор и открывается дренаж. Водовоздушная смесь постоянно подается в промываемый участок системы и выходит через дренаж. Промывка ведется до визуально светлой воды.

Подключение шлангов для слива грязной воды из радиаторов

Радиаторы до и после промывки

Особенности и сложности при проведении работ

Из-за отсутствия  исполнительной схемы системы теплоснабжения не было возможности детально изучить систему разветвлений трубопроводов, расположение запорной арматуры и т.д, в связи с чем пришлось проводить дополнительные незапланированные работы по врезке штуцеров.

Водяной контур котла является отопительным контуром, так как в системе теплоснабжения не предусмотрено ступенчатой регулировки тепла ( после котла не установлен теплообменник). В связи с этим работы по промывке производственных цехов затянулись, так как во время промывки не хватало тепловой мощности на подогрев очистных сооружений и режим промывки зависел от режима подогрева очистных сооружений.

Из-за отсутствия достаточного количества балансировочных устройств на ветках и гребёнках теплосистемы приходилось промывать более длинные участки, что отрицательно сказывалось на качестве промывки, приходилось увеличивать время и интенсивность промывки.


Итоги работ, выводы, рекомендации

Со слов заказчика промывка системы теплоснабжения не проводилась порядка 10 лет, кроме того, было выявлено, что не проводилась гидравлическая наладка теплотрасс с шайбированием потребителей по фактически потребляемой ими тепловой нагрузке.

В результате проведения промывки системы теплоснабжения было удалено порядка 7 м³ органических и неорганических отложений — солей кальция, натрия, магния.  Для системы теплоснабжения общим объемом около 80м³ это примерно 2-3 мм осадков на стенках трубопроводов. Отложения являются основной причиной уменьшения эффективности  работы теплообменного оборудования и трубопроводов. Из-за увеличения толщины слоя отложений снижается суммарный коэффициент теплопроводности металла, что приводит к снижению температуры нагреваемой воды. Известно, что 5 мм накипи приводят к перерасходу до 30% тепловой энергии, соответственно, в нашем случае перерасход тепловой энергии составлял 15-20%.

После проведения работ по очистке системы теплоснабжения температура теплоносителя обратного трубопровода на котловом контуре выросла по сравнению с значениями до промывки, при одинаковых параметрах подающей линии, например при 70С⁰ подачи, обратка до промывки 52С⁰, а после 58 С⁰, или при 69 С⁰ 52 С⁰  и 56 С⁰ соответственно.

Значения изменились примерно на 10% по температурам, при разнице давлений по подающей и обратной трубе до промывки примерно 0.3 бар, а после промывки 0.9 бар, что говорит об изменении гидравлического сопротивления на 10-15% при различном начальном давлении — до промывки 3.1-3.4 бар и 2.6-3.0 бар после промывки. Давление в системе понизилось, т. к. очистились и освободились сечения труб, расход теплоносителя увеличился.

Увеличение температуры теплоносителя на обратном трубопроводе говорит о равномерном прогреве системы и исключение коротких колец циркуляции, которые образовываются при затруднении прохождения теплоносителя по всем линиям при наличии забитых участков.

Тепловой режим выровнялся, расход газа стал меньше, т. к. возвращающийся теплоноситель на подогрев по циклу стал горячее. Эффективность тепловой системы улучшилась на 5-7% по сравнению с работой контура до очистки.