Новые водоводяные подогреватели в системах централизованного тепловодоснабжения

В действующих системах тепловодоснабжения встретить отклонения от нормы работы можно не так уж и редко. В большей мере это касается государственных котельных и ТЭЦ, ремонт которых проводиться не так часто как необходимо, а отклонения в работе считаются чуть ли не нормой.

Но ведь для того, чтобы обеспечить нормальное функционирование таких котельных, нужно совсем не много. Для этого нужно предусмотреть следующие моменты. Теплосеть должна не просто функционировать, она должна быть стабильной, эффективной, надежной, удобной в эксплуатации и обслуживании, и конечно же, экономичной.

Необходимость постоянной чистки системы – это последствие того, что обычно трубы, использующиеся для ее создании, сделаны из углеродистой стали. Одна из ее особенность – это склонность к коррозийным процессам, продукты которых сильно загрязняют теплоносители, теплообменные поверхности, арматуру и т.д.

Сегодня часто в употреблении встречаются модификации неразборных водоводяных подогревателей (ГОСТ 27590). Их теплообменная поверхность сделана из прямых латунных труб, длинна которых составляет 2 и 4 метра, а диаметр – 16 мм. Концы труб закрепляются на трубных досках, которые в свою очередь, приварены к корпусной трубе. Однако есть один минус, который заставляет отказываться от таких устройств – межтрубное пространство этих подогревателей практически невозможно очистить от загрязнений. А это означает, что их проектная теплоэффективность в практическом применении сильно снижается в процесс использования, а заменить поврежденные трубы почти невозможно. Сложность  еще и в том, что для последовательного соединения таких подогревателей-секций применяют соединительные калачи, через которые часть тепла уходит в окружающую среду.

Немного улучшить ситуацию удалось с помощью введения опорных перегородок в пучки труб таких подогревателей. Это позволило увеличить коэффициент их теплопередачи до 3000 ккал/м2ч°С. Но остальные недостатки устранить не удается в силу особенностей конструкции. Кроме того. Среди минусов есть еще один, который не дает таким подогревателям завоевать рынок – это необходимость в больших площадях для размещения таких устройств в котельной или ТЭЦ.

Сегодня все подогреватели ГОСТ 27590 стараются как можно быстрее заменить на новые по своим конструкциям кожухотрубные конструкции. Среди тех, кто предложил замену - МГП «Мосспецпроектом» и АО «Сатэкс» (Москва), АООТ «Промэнерго» (Москва), СП «Бойлер» (г. Электросталь, Московской обл.), АООТ НПО ЦКТИ (г.Санкт-Петербург).

Блочные водоводяные теплосистемы АО «Сатэкс» (Москва) состоят из 2-5 типовых секций, оснащенные в межтрубном пространстве направляющими перегородками. Концы пучков труб в таких устройствах завальцованы в трубные доски прямоугольной формы. А ко внешним и внутренним их концам присоединяются малогабаритные камеры для сетевой и греющей воды. Эти камеры имеют разделительные перегородки, основное предназначение которых заключается в создании противоточно-последовательного движения греющей и нагреваемой среды. Большой плюс – камеры съемные, поэтому очистить внутреннюю поверхность труб не составит особого труда. Но сам блок разобрать нельзя, поэтому о температурной компенсации расширения трубок говорить не приходиться.

Зато подобную конструкцию удалось довольно легко сделать более компактной и улучшить ее показатели теплоэффективности, которые составляют больше 3500 ккал/м2чоС. Но очищение межтрубного пространства, если сравнивать этот процесс с аналогичным процессом в подогревателях ГОСТ 27590, стало еще сложнее. Поэтому можно сказать, что эти устройства стали более эффективными и компактными, но их ремонтопригодность и надежность стали гораздо ниже.

Предложенные АООТ «Промэнерго» (Москва) устройства также имеют повышенную теплоэффективность и неразборную конструкцию, повышения интенсивности теплообмена в них удалось достигнуть за счет использования не гладких, а профилированных труб в пучках, на внешнюю поверхность которых навита спираль из латунной проволоки. Минусы: ремонтонепригодность оборудования, отсутствие возможности очищения межтрубного пространства и замены поврежденных труб на новые, а также отсутствие температурной компенсации. Даже повышенная эффективность теплопередачи не спасает ситуации. Поэтому такое оборудование нецелесообразно применять в обычных тепловых системах.

СП «Бойлер» (г. Электросталь, Московской обл.), работающее совместно с американской компанией «Alstrom Corporation», освоило производство водоводяных подогревателей типа ПВРУ, особенностью которых является наличие выемных систем, изготовленных из 16-милиметровых латунных и нержавеющих труб. При этом вода, движущаяся внутри пучка, может совершать 2,4 или 6 ходов, а греющая среда поступает прямо в корпус устройства. Максимально близко к поперечному характеру омывания труб приближают характер омывания труб в этом устройстве сегментные перегородки. Поэтому эти подогреватели не уступают по показателю тепловой эффективности блочным устройствам от АО «Сатэкс», превосходя их по надежности эксплуатации, поскольку в них есть возможность очистки не только внешней, но и внутренней поверхности труб в пучке. Среди недостатков можно выделить: отсутствие возможности замены поврежденной трубы (кроме периферийных), то есть ремонтоспособность их несколько ограничена.

А вот водоводяные подогреватели ПВМР, созданные АООТ НПО ЦКТИ по ТУ 4933-07-057662252-98 (на рисунке), являются более эффективными в эксплуатации.

Здесь были использованы трубки, диаметр которых составляет 16 или 19 мм. При этом трубные пучки вынимаются из корпуса, что позволяет полностью очистить теплообменные поверхности, заменить любую поврежденную трубу, и даже компенсировать температурные расширения системы.

При этом, чтобы последовательно соединить между собой аппараты ПВМР, использовать соединительные калачи не нужно. Базовая длина трубных секций в этих устройствах равна 2000 мм. А их теплоэффективность равна в среднем 3600–3800 ккал/м2ч°С. Практика применения этого типа оборудования показала, что они действительно надежны и удобны в эксплуатации, а также более чем ремонтопригодны. Кроме того, тепловую эффективность этих аппаратов можно повысить на 20-25% за счет замены гладких труб на профильно-витые или на трубы, имеющие сфероидальные лунки на поверхности.

Стоит учесть, что импортные пластинчатые подогреватели, которые широко рекламируются, в российских условиях не столь эффективны, как в западных условиях работы, поскольку им требуется высококвалифицированное обслуживание, ремонт, очистка и сборка, а это не всегда можно обеспечить на наших объектах эксплуатации.

Германия, США, Великобритания и некоторые другие страны доказали на практике, что кожухотрубные подогреватели имеют несколько существенных преимуществ перед другими типами теплообменников:

• кожухотрубные теплообменники не так чувствительны к загрязнениям теплообменивающихся сред и стабильно работают не только при высоком, но и переменном давлении. Но только при условии их правильного проектирования.
• независимо от мощности таких подогревателей, их конструкция позволяет сделать недорогой и простой ремонт прямо на объекте эксплуатации.
• если даже сделать заглушку нескольких труб, то тепловая мощность аппарата практически не измениться.
• очистку трубных поверхностей можно проводить любым удобным способом, в том числе и вручную.

Следует отметить еще один факт – пластинчатые теплообменники обойдутся вам значительно дороже таких же по мощности кожухотрубных подогревателей. Таким образом, можно сделать следующие выводы:

• для типовых тепловодосистем лучше всего подходят кожухотрубные подогреватели ПВМР с прогрессивными конструкциями, которые предлагают компании АООТ НПО ЦКТИ и ПВРУ СП «Бойлер».
• подогреватели АО «Сатэкс» по своим показателям ремонтпригодности и возможности эффективной очистки пространства между трубами сильно уступают аппаратам ПВМР АООТ НПО ЦКТИ и ПВРУ СП «Бойлер».
• применение пластинчатых подогревателей в системах тепловодоснабжения является нецелесообразным по следующим причинам: неэкономичности, низкой ремонтопригодности, высокой себестоимости и стоимости ремонта.