Обрастание водозаборов, водоводов, сетчатых фильтров и других элементов гидроагрегата, является вредным процессом, который сопровождается ухудшением параметров работы, повышением расхода энергии, усиленным из-носом механизмов и, соответственно, увеличением эксплуатационных расходов. Обрастание может вызвать затруднения с подачей воды по трубопроводам, оно разрушающе действует на защитные покрытия, усиливая коррозию конструкционных материалов. Поэтому очень важно решать проблему обрастания, так как она может привести к опасности разрушения изоляционного материала, и в конечном итоге к остановке гидроагрегата.
Серьезной проблемой при эксплуатации гидросооружений является обрастание элементов гидроагрегата моллюском – тигровая мидия – дрейссена (dreissena polymorpha) (рис.1). Особенно остро эта проблема проявляет себя на гидроэлектростанциях с проточной системой охлаждения обмоток статора генератора.

Попадание моллюсков в водоводы системы охлаждения может привести к таким нежелательным последствиям, как внеплановый останов и ремонт агрегата. Размер личинки дрейссены составляет десятки микрон, что позволяет моллюску беспрепятственно проникать в системы охлаждения через сетки фильтров. Высокая численность личинок и комфортная среда обитания способствует быстрой колонизации поверхностей. Развиваясь внутри систем охлаждения, дрейссена значительно сужает диаметры трубопроводов, вплоть до их полного блокирования (рис.2, рис. 2.1.).

По информации на сайте www.usgs.gov, в США наибольшая плотность дрейссены (700000 шт./м2) была зафиксирована в системе охлаждения электростанции в штате Мичиган. Диаметр трубопровода при этом был сокращен дрейссеной на 2/3 сечения. Наибольшую опасность дрейссена представляет для конденсаторов пара, поскольку ее размер достаточно велик для того чтобы внезапно оторвавшийся от трубопровода моллюск мгновенно заблокировал канал охлаждения, что приведет к локальному перегреву конденсатора. Последствия подобных внезапных блокирований каналов охлаждения непредсказуемы. В период 2003-2007 гг. из-за засорения дрейссеной остановы гидроагрегатов зафиксированы 91 раз (рис.3). Максимальное количество остановов наблюдается в период июнь – август. Из-за остановов, связанных с засорением дрейссеной, располагаемая мощность снижается на 15-20 МВт в год. Для устранения последствий засорения ежегодно тратится 1-1,5 млн. рублей. Кроме всего прочего наличие на поверхностях обрастания моллюска dreissena polymorpha увеличивает скорость биокоррозии. Масштаб затрат, в какие суммы ежегодно выливается борьба с дрейссеной, впечатляет. По оценкам экспертов конгресса США дополнительные затраты на техническое обслуживание для удаления дрейссены составили в 1993-1999 годы более 3 миллиардов долларов. В среднем на защиту от биообрастаний 1 гидроэлектростанции в США ежегодно расходуется 376000 долларов, а для атомной станции – 822000 долларов.

На сегодняшний день существует много способов борьбы с биологическими обрастаниями. Среди химических способов наибольшее распространение имеет применение химических реагентов для промывки трубопроводов и противообрастающие покрытия. Существенными недостатками химических способов являются сложность осуществления, частота обработки, необходимость строго соблюдения техники безопасности и норм ПДК. Поскольку применение обеззараживающих веществ и химических реагентов в системах, построенных по открытой схеме, крайне ограничено вследствие большого объема обрабатываемой воды и жестких ограничений по уровню ПДК, практически все системы охлаждения работают без какой-либо защиты. Физические способы предотвращения обрастания дрейссеной представляются перспективными вследствие их безреагентности и безопасности для окружающей среды. К ним относятся ультразвуковой, воздействие постоянным и переменным электрическим током, катодная защита, электрогидравлическое воздействие, термический способ. В частности известно, что при ультразвуковом методе защиты и очистки от обрастания при интенсивности колебаний около 1-2 Вт/см2 в течение нескольких минут отмечается почти полное уничтожение бокоплавов, мидий и брюхоногих моллюсков. Результаты длительных испытаний судовых установок ультразвуковой защиты днища корабля также подтвердили эффективность этого метода.
Однако применять физические способы предотвращения обрастания нерентабельно вследствие низкой производительности, сложности эксплуатации и большого расхода электроэнергии. В частности это было связано с использованием старых советских ультразвуковых генераторов построенных на тиристорах и имеющих ряд схемотехнических недостатков, а в следствии этого они имели большой расход электроэнергии, высокую стоимость и низкую акустическую мощность. Ситуация изменилась с появлением мощных высокочастотных транзисторов, современных схемотехнических решений, новых магнитострикционных излучателей и способов их возбуждения и пьезоэлектрических керамических материалов, на основе которых стало возможным создание малогабаритных, надежных, простых в эксплуатации и дешевых ультразвуковых генераторов и излучателей. Компания ООО «ДЖЕНЕРУС» предлагает Вашему вниманию ультразвуковой метод защиты и очистки от биообрастания различных гидроагрегатов. Данный метод основан на возбуждении защищаемой поверхности высокочастотными колебаниями, которые угнетающе действует на дрейссену, что предотвращает ее рост, дальнейшее образование новых колоний и уменьшению уже образовавшейся колонии. Для этих целей нашей компанией разработан новый импульсный ультразвуковой генератор серии GENERUS, который по своим тактико-техническим характеристикам превосходит все имеющиеся на российском рынке аналогичные импульсные ультразвуковые установки. Применение ультразвукового метода исключает загрязнение окружающей среды. Капитальные вложения, связанные с приобретением, монтажом и наладкой устройств серии GENERUS, окупаются в течение нескольких месяцев их работы.