9

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кожухотрубные подогреватели для промышленной и коммунальной энергетики

К. т. н. В.А. Пермяков,

ведущий научный сотрудник, заведующий сектором,

ОАО "НПО ЦКТИ", г. Санкт-Петербург

Вначале 1990-х гг., когда работы по строительству новых энергоблоков были, по существу, свернуты, в НПО ЦКТИ оформилось направление "теплообменное оборудование для систем теплоснабжения и промышленных энергоустановок".

С первых работ по этой тематике стало очевидно, что централизованное теплоснабжение - важнейшая отрасль жизнеобеспечения - находится в достаточно тяжелой ситуации. Кратко ее можно охарактеризовать следующими положениями: низкий технический уровень эксплуатации; преимущественное выполнение теплотрасс из подверженных коррозии углеродистых сталей; частое несоблюдение норм качества сетевой воды; использование в широких масштабах устаревшего и ненадежного оборудования, арматуры и т.д. [1-3].

В силу целого ряда как объективных, так и субъективных причин нет оснований рассчитывать на то, что в ближайшее время ситуация коренным образом изменится. Поэтому новое теплообменное оборудование, предназначенное для таких систем теплоснабжения, должно отвечать ряду требований, которые можно считать обязательными и соответствие которым позволит оборудованию быть работоспособным в таких системах.

Главные из этих требований:

теплообменное оборудование должно быть разборным;

оборудование должно обеспечивать длительную надежную работу на современном уровне эффективности в имеющихся условиях;

необходима возможность очистки от загрязнений всех внутренних поверхностей и ремонта узлов подогревателя на объекте эксплуатации с применением доступных материалов и инструментов [4-6].

Тепловая эффективность новых подогревателей должна характеризоваться коэффициентами теплопередачи не ниже 3500 ккал/ (м²ч. ^ОС) при умеренном гидравлическом сопротивлении.

Получившие широкое распространение в системах теплоснабжения водо-водяные секционные подогреватели ПВ [7], горизонтальные пароводяные подогреватели ПП [8], вертикальные пароводяные подогреватели БО, БП, ПСВ [9] перечисленным требованиям явно не соответствуют и конструктивно серьезно устарели [10-13]. Однако ряд отечественных производителей продолжает их выпуск, а проектные организации, к сожалению, по-прежнему предусматривают применение такого оборудования в проектах новых объектов.

Для решения данной проблемы были разработаны малогабаритные разборные подогреватели типа ПВМР по ТУ 4933-007-05762252-98 [14-17].

Их основными конструктивными особенностями являются: трубная система длиной 2 м, двухходовая по нагреваемой воде, которая может быть вынута из корпуса без съема его с опор и отсоединения патрубков греющей воды. Для очистки внутренней поверхности труб, заглушки и подвальцовки их концов, замены поврежденных труб выемки трубной системы не требуется.

Выполнение малой водяной камеры подвижной обеспечивает компенсацию температурных расширений трубной системы. Последовательное соединение подогревателей по теплообменивающимся потокам осуществляется непосредственно с помощью патрубков без применения калачей.

Средний уровень коэффициентов теплопередачи в подогревателях ПВМР при номинальных условиях и чистых поверхностях нагрева - 3500-3600 ккал/ (м²ч. ^ОС).

Повышенная тепловая мощность, меньшие габариты, разборность, возможность выполнения очистки и ремонтов непосредственно на объектах обусловливают превосходство подогревателей ПВМР над аппаратами ПВ [7], а также получающими широкое и зачастую необоснованное распространение пластинчатыми аппаратами, и дают основание применять подогреватели ПВМР в качестве базового варианта водо-водяных подогревателей для технического перевооружения систем теплоснабжения ЖКХ.

Для замены подогревателей ПП в разработаны и освоены в изготовлении три модификации более совершенных аппаратов:

ППМ (конструктивно новое исполнение конденсирующего трубного пучка, повышающее тепловую эффективность примерно на 25% при сохранении габаритно-присоединительных размеров, имеющихся у подогревателей ПП);

ППМР - подогреватели пароводяные малогабаритные разборные, рассчитанные на совместное применение в блоке с охладителями конденсата ПВМР и согласованные с ними по присоединительным размерам;

пароводяные подогреватели с встроенными охладителями конденсата.

Подогреватели усовершенствованных конструкций рассчитаны на давления рабочих сред 1 и 1,6 МПа, имеют длины трубных систем 2 и 3 м, разъемное исполнение, хотя наиболее часто выполняемые при эксплуатации операции (подвальцовка концов теплообменных труб, их заглушка, замена и др.) не требуют выемки трубных систем из корпусов.

Применение подогревателей с встроенными охладителями конденсата значительно упрощает и удешевляет узлы подогрева сетевой воды в котельных за счет исключения группы выносных охладителей конденсата, связанных с нею трубопроводов, а также группы предохранительных клапанов на корпусах подогревателей и быстродействующих редукционных установок на паропроводе между котлом и подогревателем. Последнее стало возможным в связи с повышением рассчитанного рабочего давления в новых подогревателях 1,6 МПа вместо 0,7 МПа, на которое были рассчитаны подогреватели по [8]. На рисунке даны принципиальные схемы котельных с узлами теплоснабжения, укомплектованными серийными и новыми подогревателями.

На примере типовой котельной с четырьмя котлами ДЕ-25-16ГМ можно видеть, что при замене серийных подогревателей в тепловом узле (ПП1-53-7-1У (И) - 4 шт.; ПВ219х4000-Р-2 - 8 шт.) требуется значительно меньшее количество подогревателей новой конструкции с встроенными охладителями конденсата (ПП1-40кп/12ок - 16-II - 4 шт.). За счет такого перехода достигается существенная экономия цветных и черных металлов (2336 п. м (950 кг) труб из латуни и 32 п. м стальных труб), которая на практике еще выше за счет исключения трубопроводов, связывающих стандартные подогреватели с выносными охладителями, определенного количества арматуры, байпасных линий, несущих металлических конструкций и т.д.

Для котельной с двумя котлами ДЕ-10-16ГМ требуется два подогревателя ПП1-40кп/12ок-16-II вместо шести (ПП1 - 53-7-IV (II) - 2 шт.; ПВ219х4000-Р-2 - 4 шт.). В этом случае экономия материалов составляет: 1118 п. м (475 кг) труб из латуни и 16 п. м стальных труб.

На конец 2011 г. на разных объектах, включая зарубежные, установлено около 70 единиц подогревателей с встроенными охладителями конденсата.

Для котельных и ТЭЦ разработана конструкция вертикальных подогревателей сетевой воды ПСВК [13]. Подогреватели имеют дополнительный фланцевый разъем в нижней части корпуса, что также позволяет производить все основные операции, выполняемые при ремонтах трубных систем, без выемки их из корпуса. В трубную систему введены системы сбора и отвода конденсата пара и паровоздушной смеси из каждой ее зоны, исключены застойные зоны, сведены к минимуму холостые перетечки пара.

Подогреватели ПСВК могут быть применены взамен серийных аппаратов ПСВ (БО, БП) при модернизации узлов теплоснабжения в действующих котельных.

Основные технические решения, принятые в ПСВК, предварительно (в 1994-95 гг.) были опробованы в подогревателях ПСВ-200у в Юго-Восточной котельной г. Выборга при их реконструкции [18], а также в подогревателях ПСВ-315-14-23 на ГРЭС-8 в г. Кировске Ленинградской области. Последующая эксплуатация реконструированных аппаратов показала, что их тепловая мощность выросла примерно на 30-40%.

Всего на различных объектах промышленной и коммунальной энергетики установлено около 400 подогревателей рассмотренных типов. Значительная часть их находится в эксплуатации в небольших, удаленных от крупных промышленных центров населенных пунктах России, где данная котельная зачастую является единственным источником тепла (отзывы см на с.46 - прим. ред. ).

кожухотрубный подогреватель коммунальная энергетика

Литература

1. Масленников Г.К. Борьба с накипью и коррозией в системах теплоснабжения как основа энергосбережения // Энергосбережение и водоподготовка. 1999. № 4.

2. Балабан-Ирменин Ю.В., Липовских В.М. Особенности коррозийных поражений металла трубопроводов тепловых сетей // Энергетик. 1992. № 9.

3. Балабан-Ирменин Ю.В., Липовских В.М. и др. Причины увеличения повреждений трубопроводов теплосети от внутренней коррозии // Теплоэнергетика. 1993. № 12.

4. Пермяков В.А., Пермяков К.В., Якименко А.Н., Нейбургер А.Н. К вопросу выбора типа водо-водяных подогревателей для систем теплоснабжения // Промышленная энергетика. 2000. № 4.

5. Пермяков В.А., Пермяков К.В., Якименко А.Н. Выбор типа водоводяных подогревателей для систем теплоснабжения // Тяжелое машиностроение. М., 2000. № 3.

6. Кононович Ю.В. Необходима комплексная программа повышения эколого-экономической эффективности теплоснабжения городов // Известия Академии промышленной экологии. 1996, №1-2.

7. ГОСТ 27590-88. Подогреватели водо-водяные систем теплоснабжения.

8. ОСТ 108.271.105-76. Подогреватели пароводяные тепловых сетей.

9. ОСТ 108.271.101-76. Подогреватели сетевой воды для тепловых электростанций, отопительно-производственных и отопительных котельных.

10. Пермяков К.В. Опыт совершенствования теплообменного оборудования для систем снабжения теплом и горячей водой. Международная научно-практическая конференция "Критические технологии в строительстве". МГСУ, 1998.

11. Пермяков К.В. Эффективность модернизированных водоподогре - вателей в местных системах горячего водоснабжения // Известия промышленной экологии. 1997. № 3.

12. Пермяков В.А., Пермяков К.В., Боровков В.М., Кошелев С.М. Отечественные кожухотрубные подогреватели нового поколения для технического перевооружения систем теплоснабжения // Промышленная энергетика. 2004. № 11.

13. Пермяков К.В., Кошелев С.М., Пермяков В.А. Новые вертикальные подогреватели сетевой воды типа ПСВК для котельных, ТЭЦ и промышленных энергоустановок // Промышленная энергетика. 2003. № 12.2003.

14. Пермяков В.А., Пермяков К.В., Кошелев С.М., Гиммельберг А.С. и др. Теплообменное оборудование для промышленных установок и систем теплоснабжения // Промышленный каталог 04-04. М.: ФГУП ВНИИАМ, 2004.

15. Пермяков В.А., Пермяков К.В., Гиммельберг А.С., Григорьев Г.В., Михайлов В.Г., Баева А.Н., Ермолов В.Ф. Новое теплообменное оборудование для промышленных энергоустановок и систем теплоснабжения // Отраслевой каталог 44-97. М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1998.

16. Пермяков В.А., Пермяков К.В., Смирнов С.Н. Ремонтопригодные малогабаритные подогреватели для систем теплоснабжения // Промышленная энергетика. 1997. № 8.

17. Пермяков В.А., Гиммельберг А.С., Ермолов В.Ф., Пермяков К.В., Михайлов В.Г. и др. Новое теплообменное оборудование для промышленных энергоустановок и систем теплоснабжения // Тяжелое машиностроение. 1997. № 9.

18. Пермяков В.Л., Пермяков К.В., Тихонов В.Л., Шаренков В.А. Опыт реконструкции системы подогрева сетевой воды котельной // Промышленная энергетика. 1999. № 1.

Из отзывов эксплуатирующих организаций

В.А. Тихонов, главный инженер, ОАО "Выборгтеплоэнерго", г. Выборг

В квартальных котельных предприятия было установлено следующее оборудование: котельная "Маяковская 5" - подогреватель ПП1 - 54кп/15ок-10-11 (в 2005 г.) для подогрева воды на деаэратор ГВС взамен паровых подогревателей старого типа (1974 г.); котельная "Микрорайон "А" - два подогревателя ПП1-54кп/15ок-10-11 (в 2002 и 2009 гг.) для подогрева сетевой воды взамен четырех подогревателей старого типа (1980 г.); котельная "Юго-восточная" - подогреватели ПП1-54кп/15ок-10-11 (в 2003 г.) и ПП1 - 75кп/15ок-16-11 (в 2007 г.) взамен пяти пластинчатых подогревателей из-за сложности автоматизации и ограниченного срока работы без промывки и чистки (один раз в три месяца).

Оценка надежности и эксплуатационных характеристик - положительная. Аппараты работают в автоматическом режиме, удаление конденсата осуществляется без использования бака для его сбора с применением конденсатных насосов с частотным регулированием.

Ф.Т. Фатхлисламова, директор МУП ЖКХ, п. Березово, Тюменская область

В новой котельной п. Березово в 2000 г. были установлены 6 блоков ПВМР. Опыт эксплуатации в особых северных условиях подтвердил их надежность, компактность, удобство обслуживания и высокую тепловую эффективность.

А.П. Мигунов, директор по энергетике, ОАО "Светогорск", г. Светогорск, Ленинградская область На ТЭЦ-4 ОАО "Светогорск" в 2002 г. были смонтированы два пароводяных теплообменника ПП1-75кп/23ок-16-11 со встроенным охладителем конденсата пара. Теплообменники в качестве подогревателей сетевой воды работают в системе отопления и ГВС г. Светогорска, подключенной к ТЭЦ-4, вместо отработавших свой срок и демонтированных водогрейных котлов.

Все это время подогреватели работают без замечаний, стабильно обеспечивают требуемые режимы по тепловой мощности, температуре сетевой воды, охлаждению конденсата, просты в регулировании и удобны в обслуживании.

Е.Б. Федоров, директор ЗАО "Нефтехимоборудование", г. Москва

В 2000 г. на одном из объектов предприятия были установлены два пароводяных подогревателя ПП1-23кп/8ок-16-11, имеющие встроенные охладители конденсата. Один новый подогреватель в схеме заменяет три аппарата старого исполнения: пароводяной ПП 1-24-7-II и два водо-водяных 168-4000-Р-2, что позволяет заметно упростить схему и сократить более чем в 2 раза площадь, необходимую для размещения данного узла.

Д. Подчернин, г. Висагинас, Литва

Установленное оборудование: Южная котельная г. Шяуляй - 75кп/23ок-16-11 (4 шт. в 2004 г.); районная котельная г. Алитус - 75кп/23ок-16-11 (4 шт. в 2008 г.); районная котельная г. Таураге - 75кп/23ок-16-11 (2 шт. в 2007 г.). Подогреватели эксплуатируются в системе подогрева сетевой воды. Полностью соответствуют техническим условиям. Обслуживание и ремонт осуществляется без затруднений. Температура конденсата не превышает 90 ^ОС, что позволяет использовать обычные серийные конденсатные насосы из чугуна.

Размещено на Allbest.ru