Теплообменники. Инжиниринговая компания ЛОТОС
Снижение энергозатрат производств и значительное уменьшение выбросов
тепла в атмосферу на фоне качественного улучшения жизни людей на Земле…
Статья
с внешнего источника

Паяный или разборный?

Паяные теплообменники по многим характеристикам, в том числе по энергоэффективности, превосходят разборные.

Уже многие российские теплоснабжающие организации имеют опыт эксплуатации пластинчатых теплообменников. На сегодняшний день при выборе между паяными и разборными теплообменниками потребитель чаще отдает предпочтение разборным. Почему это происходит? Основных причин две:

  • Разборные теплообменники поддаются механической очистке;
  • В случае ошибки в расчетах или изменения присоединенной нагрузки количество пластин можно легко изменить на месте.

Между тем обе эти причины не являются объективным препятствием для использования паяных теплообменников на российском рынке.

Низкое качество водоподготовки — это повсеместная беда отечественного теплоснабжения.

Является ли такая ситуация неизбежной? На наш взгляд, это не так. Сначала коснемся качества сетевой воды. Вызывает удивление, что теплоснабжающая организация тратит немалые средства на установку дорогого импортного оборудования, повышающего эффективность теплообмена, не решив текущих проблем эксплуатации. Низкое качество сетевой воды влечет за собой не только засорение теплообменника. Это и ускоренная внутренняя коррозия тепловых сетей, и снижение эффективности котельного оборудования, и многие другие проблемы, которые многократно удорожают стоимость текущего ремонта и эксплуатации. Реальный экономический эффект от повышения качества водоподготовки может быть очень высок. К сожалению, этот эффект достаточно трудно осознать, так как он выражается не только в экономии тепла, но и в существенном продлении сроков службы оборудования, что выявляется по прошествии нескольких лет, в то время как улучшение системы водоподготовки требует как единовременных инвестиций, так и увеличения эксплуатационных затрат по отдельным статьям.

Таким образом, если пластинчатый теплообменник устанавливается теплоснабжающей организацией в целях энергосбережения (противоположная позиция — с целью «правильно» освоить средства, выделенные на капитальный ремонт, в настоящей статье рассматриваться не будет), то забота о качестве сетевой воды должна предшествовать замене оборудования. Эти работы должны выполняться не в связи с установкой теплообменника, а потому что указанное мероприятие само по себе приносит экономический эффект.

Казалось бы, нерешенной проблемой остается нарастание отложений в теплообменниках, установленных на ГВС. Холодная вода, поступающая из городской водопроводной сети, в большинстве регионов имеет повышенную жесткость. Температура воды, используемой на ГВС (50—60 °С), способствует активному отложению минеральных солей на поверхности пластин теплообменника. Потребление населением горячей воды в течение суток не является регулярным. Особенно сказывается сокращение водоразбора в ночное время.

Наиболее разумным решением этой проблемы может быть установка циркуляционного насоса в контуре ГВС. Опыт показывает, что постоянная циркуляция препятствует оседанию минеральных солей, это существенно удлинит период между очистками. Отрицательной стороной такого решения станет увеличение расхода электроэнергии (для небольшой системы мощность насоса будет находиться в пределах 1—2 кВт). Положительным моментом является не только сокращение эксплуатационных затрат на очистку и продление срока службы теплообменника, но и экономия воды (жильцам не потребуется долго сливать воду из крана, пока пойдет горячая), а также повышение комфорта в квартирах за счет постоянной температуры полотенцесушителей.

И наконец, коснемся вопроса очистки теплообменника. В России (особенно в регионах) преимущественно используется механический способ, как более дешевый, между тем в западных странах в основном используется химическая промывка. По мнению г-на Вейкко Хокканена, начальника отдела теплоснабжения энергетической компании города Хельсинки, «если теплообменник загрязнен отложениями, которые не удаляются промывкой, как правило, их невозможно удалить и с помощью механической очистки».

Какие недостатки есть у механического метода очистки? Практика работы ГУП «Теплоремонтналадка» показала, что образовавшиеся в теплообменниках отложения имеют очень высокую адгезию. После чистки убирается только рыхлый осадок с пластин, тонкая поверхностная пленка, способствующая повторному накоплению загрязнений, остается нетронутой. Между тем разработанный предприятием промывочный состав, на основе ортофосфорной кислоты с добавлением органических кислот, позволяет быстро очистить поверхности пластин, замедляя повторное образование отложений.

Процедура механической очистки разборных теплообменников трудоемка, требует применения ручного труда квалифицированных специалистов. При этом всегда присутствует риск повредить пластины и прокладки, особенно клеевого типа. Производители рекомендуют после каждой разборки теплообменника полностью заменять весь комплект уплотнений. Это предупреждение обоснованное, так как поврежденная прокладка может вызвать течь, особенно во время пиковых нагрузок.

В настоящий момент все больше организаций стали обращать внимание на возможность химической промывки теплообменников. В Санкт-Петербурге компания «Финрейла» использует для этих целей импортный промывочный агрегат. В качестве промывочной жидкости применяется 10-процентный раствор сульфаминовой кислоты. В представительстве компании «Сететерм» собственный промывочный агрегат предоставляется постоянным партнерам — покупателям теплообменников. Промывочные машины имеются в Москве; кроме того, подобное оборудование и специальные химикаты поставляются во все города, участвующие в проектах Мирового банка, связанных с установкой теплопунктов с теплообменниками.

Таким образом, возможность механической очистки перестает восприниматься как бесценное преимущество разборных теплообменников перед паяными.

Обращаясь ко второй причине, влияющей на выбор потребителей в пользу разборных теплообменников, следует отметить, что самостоятельный ремонт разборного теплообменника весьма дорого обойдется потребителю. Ценовая политика производителей предусматривает продажу комплектующих по цене, в 1,5—2 раза превосходящую их себестоимость в готовом изделии. Стоимость только комплекта прокладок для разборного теплообменника составляет не менее чем 1/5 стоимости самого теплообменника. Поэтому целесообразнее в тех случаях, когда заранее известно о необходимости увеличения присоединенной нагрузки в будущем, сразу выбирать теплообменник максимальной проектной мощности.

Какие же преимущества есть у паяных теплообменников по сравнению с разборными? Теплоснабжающая компания г. Хельсинки называет три:

  • Продолжительный срок службы (в среднем 20 лет, при сроке службы разборных теплообменников менее 10 лет);
  • Высокая надежность (вследствие жесткой системы контроля качества, принятой у предприятий-производителей, включающей 100%-й выходной контроль теплообменников давлением до 40бар), исключающая возможность протечек между пластинами;
  • Более высокий коэффициент теплопередачи.

От себя добавим еще две причины, менее актуальные для Финляндии, где гидравлические режимы в сетях достаточно стабильны, а температура воды в подающем трубопроводе не превосходит 115 °С. Это:

Устойчивость к длительным высокотемпературным нагрузкам(при температуре в подающем трубопроводе выше 120 °С срок службы прокладок в разборном теплообменнике существенно сокращается);

Высокая механическая прочность, позволяющая выдержать гидравлические удары, выводящие из строя разборные теплообменники.

На основе первых трех причин в Хельсинки со второй половины 80-х годов не разрешается установка разборных пластинчатых теплообменников, за исключением особых случаев. В нормативных материалах, касающихся установки новых теплообменников в теплопунктах потребителей, запрещается использование уплотнений на основе резинокомпозитных материалов, опять же в особых случаях. В отношении эластных уплотнительных материалов устанавливается требование продолжительного гарантийного срока фирмы-изготовителя (например, 10 лет). Аналогичного мнения придерживаются и в другой ведущей в области коммунальной энергетики стране — Швеции.

Однако не только эти причины должны определять выбор в пользу одного или другого типа теплообменника. В настоящий момент на российском рынке основным критерием остается стоимость оборудования и его монтажа. Для того чтобы сопоставить ценовые показатели, мы попросили представительство компании «Сететерм», одного из основных поставщиков теплообменного оборудования в Скандинавии и Балтии, предоставить нам программу, используемую для расчета теплообменников обоих типов. Следует оговориться, что в силу жесткой конкуренции на рынке теплообменного оборудования цены на аналогичное оборудование различных производителей примерно одинаковы. В таблице ниже мы не стали приводить конкретные цены, а лишь сравнили стоимость паяных и разборных теплообменников, принимая стоимость паяного в каждом случае за 100%.

Результаты расчета показали: чем меньше теплообменник, тем выгоднее выбирать паяный. Приведем результаты для шести характерных примеров (см. табл. 1) (вставить таблицу со страницы по ссылке внизу текста). Дополнительным преимуществом является меньший вес и габариты теплообменников, что также отражено в таблице.

Таким образом, подводя итог сказанному, можно утверждать, что существующие мифы о преимуществах разборных теплообменников перед паяными основаны на плохом знании рынка теплообменного оборудования и низкой культуре эксплуатации. Паяные теплообменники по многим характеристикам, в том числе по энергоэффективности, превосходят разборные.

Однако настоящее исследование не будет полным, если не указать, что область применения паяных теплообменников имеет определенные ограничения. Таким ограничением является верхний предел мощности, который, по мнению специалистов, не должен превосходить 5 МВт, хотя некоторые производители называют и большие значения. Таким образом, становится понятным широкое распространение паяных теплообменников в Северной Европе, где используется двухтрубная система с ИТП сравнительно малой мощности в каждом доме.

Rosteplo.ru

 

Капельная конденсация пара в аппаратах Lotus

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке α — пар коренным образом зависит от вида конденсации пара на теплообменных трубах.

Создаваемые в стандартных теплообменниках: конденсаторах, ребойлерах, подогревателях, кипятильниках т. е. аппаратах, работающих со средами меняющими свое агрегатное состояние, гидродинамические режимы движения пара в межтрубном пространстве обеспечивают стабильные условия для пленочной конденсации, отличающейся тем, что коэффициент теплоотдачи при этом не превышает 104 ккал/м2·час·ºС. Поэтому возможное решение по увеличению теплоотдачи со стороны пара может быть связано только с изменением характера конденсации.

Читать целиком