Паровые теплообменные аппараты и эффективность их работы

Среди паропотребляющих установок, которые можно встретить на предприятиях, львиную долю занимают пароводяные теплообменные аппараты поверхностного типа или рекуператоры.

Пароводяные теплообменники применяются везде, где необходимо иметь теплоноситель с достаточно высокой температурой и/или где требуется передавать большое количество теплоты. Такие теплообменные аппараты можно обнаружить на разных участках производства: технологические теплообменники, пастеризаторы, стерилизаторы, паровоздушные калориферы, тепловые пункты приготовления горячей воды для отопления и ГВС.

Весьма распространенным является заблуждение о том, что для подготовки горячего теплоносителя необходим только теплообменный аппарат. Безусловно, теплообменник – это «сердце» тепловой системы, так же, как сердце автомобиля – двигатель, но только двигатель без кузова, колес, трансмиссии и рулевого управления не в состоянии решить задачу перемещения из пункта «А» в пункт «Б». Также и паровой теплообменный аппарат без системы подготовки пара, надежного отвода конденсата и системы автоматического регулирования не может решить задачу обеспечения заданных технологических температурных режимов. Непонимание данного обстоятельства приводит к тому, что зачастую теплообменные аппараты работают в режиме ручного регулирования и не оборудованы конденсатоотводчиками.
Типичные проблемы и пути их решения

В совокупности с низким качеством подаваемого на теплообменные аппараты пара это оборачивается такими серьезными последствиями, как:

• низкая эффективность функционирования теплообменных установок
• нарушение технологических режимов работы оборудования
• гидравлические удары
• выход из строя технологического оборудования

Этих проблем можно избежать с помощью грамотной организации пароконденсатной системы
и правильной обвязки паропотребляющего оборудования.

• Следует придерживаться следующих простых правил при организации систем регулирования на паропотребляющих установках.

• Для обеспечения высокого качества теплоносителя и, соответственно, высокой эффективности теплообменных процессов необходимо применять сепараторы пара, фильтры- грязевики и устройства автоматического отвода воздуха, т.е. пар должен поступать в теплообменный аппарат сухим, чистым и без неконденсируемых газов.

• Желательно снижать давление пара до минимально приемлемого уровня, что замедлит процессы образования накипи на стенках теплообменного аппарата и позволит снизить потери, связанные с образованием пара вторичного вскипания.
• Теплообменные аппараты малого объема должны оснащаться только механическими конденсатоотводчиками поплавкового типа.

• Для систем со значительными колебаниями тепловой нагрузки рекомендуется спользовать системы активного отвода конденсата на базе перекачивающих конденсатоотводчиков или пары насос–конденсатоотводчик.

• В случаях, когда отсутствует противодавление в точке слива конденсата из аппарата, рекомендуется непосредственно перед теплообменником устанавливать прерыватель вакуума.
• Регулирующий клапан рекомендуется устанавливать со стороны подачи пара, так как системы с регулированием «по конденсату» не позволяют добиться высокой точности поддержания заданных температурных режимов и неприемлемы для некоторых конструкций теплообменных аппаратов.

Опыт компании Spirax Sarco (http://www.spiraxsarco.com/ru) показывает, что грамотная обвязка теплообменного оборудования позволяет снизить паропотребление в ряде случаев на 40 % с одновременным обеспечением более высокой точности поддержания температурных режимов. Технико-экономические расчеты показывают, что в девяти из десяти случаев инвестиции по оптимизации тепловых пунктов полностью окупаются за один год.