Основной теплоноситель, применяемый в теплоэнергетике, — вода. Однако при всех её преимуществах существует и свойство, затрудняющее долговременную и эффективную эксплуатацию теплообменного оборудования. Это содержание солей кальция и магния, что приводит к образованию накипи. В результате на поверхности теплообмена образуется слой с большим термическим сопротивлением, резко снижающий коэффициент теплопередачи. Например, при изменении толщины загрязнений с 0 до 1,5 мм снижение коэффициента теплопередачи составляет 45 %. А это приводит не только к снижению экономичности, но и может привести к повреждениям оборудования. Таким образом, борьба с отложениями — важный вопрос энергосбережения и повышения надёжности работы теплообменного оборудования.
Для борьбы с отложениями применяют физические и химические методы. При применении химических методов возникают проблемы, связанные с утилизацией сточных вод регенерации ионообменных фильтров, невозможность использования комплексонов в открытых системах теплоснабжения, а также необходимость защиты металлоконструкций от химических реактивов.
Применение магнитной обработки воды показало, что результаты ее непостоянны и невозможно гарантировать достаточную работоспособность этого способа.
Ультразвуковой метод основан на прохождении слабых ультразвуковых колебаний через воду, происходит образование множества постоянно смещающихся центров кристаллизации, что затрудняет рост и осаждение кристаллов накипи на теплообменных поверхностях оборудовании. Так же эти колебания приводят образованию новых центров кристаллизации в объеме воды, происходит образование шлама и массе воды. В результате наблюдается либо прекращение образования отложений за счет нарушения условий кристаллизации, либо разрыхление образующейся накипи. Кроме того, колебания воздействуют и на уже образовавшийся (до установки генераторов УЗ колебаний) отложений, образуя микротрещины, которые, накапливаясь, приводят к разрушению слоя накипи. Исходя из этих условий, необходимо каким-либо образом удалять образующийся шлам.
Так же следует сказать, что данный метод воздействует на все виды солей и органических отложений, то есть является универсальным.
До недавнего времени применение этого метода ограничивалось из-за низкой надёжности, сложности и громоздкости установок. Но на сегодняшний день эти недостатки преодолены.
Особенно эффективно применение ультразвуковой очистки для промышленных отопительных котельных, систем отопления и горячего водоснабжения, так как качество воды в них не высоко.
В настоящее время в России широкое распространение получили ультразвуковые импульсные установки, имеющие следующие достоинства:
— высокий электрический КПД;
— минимальные габаритные размеры и масса, невысокая стоимость;
— установка не только защищает оборудование от образования накипи, но и очищает его.