Исходная вода, используемая для энергетических нужд, по ряду причин обладает большим набором агрессивных свойств, способствующих образованию накипи и отложений, а также возникновению коррозионных процессов на внутренних поверхностях теплообменных установок и трубопроводов тепловых систем. Скорость карбонатного накипеобразования экспоненциально возрастает в зависимости от жесткости исходной воды и времени работы теплообменных аппаратов. При содержании кислорода в воде 6 мг/дм3 и температуре около 400С скорость коррозии стали составляет не менее 1г/(м2 . ч).
В настоящее время в системах теплоснабжения и химической подготовки исходной воды широко используются кожухотрубные теплообменники – бойлеры. Отложения на стенках их трубок приводят к росту температуры стенок, увеличению расхода пара и, как следствие, уменьшению КПД за короткий срок службы на 30-50%. Максимальная температура латунных трубок — не более 2000С, поэтому их перегрев приводит к механическим повреждениям. Коррозионный износ тонкостенных элементов также способствует разрушениям. Все это приводит к большим эксплуатационным затратам и затяжным ремонтам.
Указанные недостатки в большой мере удалось устранить при создании конструктивно нового теплообменника эжекторного типа «КОССЕТ», в котором вода для её нагрева смешивается с холодным паром. Эжектор размещен внутри трубопровода с нагреваемой водой, и за счет создаваемого разрежения происходит разделение ее потоков внутрь эжектора и в окружающее его пространство пропорционально подаваемому количеству пара. Это привело к тому, что теплообменник работает устойчиво в диапазоне изменения параметров воды и пара от 0 до 100% по расходу пара и давлению.
Установка состоит из подводящего паропровода с регулирующей задвижкой. Паропровод подсоединен к корпусу, в котором находится сужающееся сопло и камера смешения воды и пара. Пар из паропровода через сопло поступает в камеру смешения, куда в свою очередь через кольцевой зазор между конфузором камеры смешения и стенками сопла за счет разрежения, создаваемого струёй пара, направляется поток воды. Далее в камере смешения происходит перемешивание потока, дальнейшая конденсация пара и выравнивание температур. В камере смешивания имеются турбулизатор и диссипативная насадка, что обеспечивает полную конденсацию пара в потоке воды.
В таком теплообменнике можно использовать простейшую, как в бойлерах, автоматику. Модельный ряд «КОССЕТ» позволяет нагревать практически любой требуемый объем воды. Тепловая мощность теплообменников ряда от 1,75 до 16,2 Мвт/час.
Варианты использования: — нагреватель питательной воды для паровых котлов перед её химподготовкой; — основной и пиковый нагреватель сетевой воды в системах теплоснабжения в случае экономической целесообразности последующих дополнительных затрат на подготовку питательной воды для парового котла; — нагреватель воды для горячего водоснабжения в открытых системах;
— в локальной системе водяного отопления на предприятии после отработки пара, предназначенного для технологических целей.
Ощутимый экономический эффект достигается за счет следующих факторов: — высокого КПД (99%); — рационального использования пара, уменьшения потерь тепла, экономии топлива, снижения стоимости гигакалории. Общая экономия составляет 20-30% в сравнении с бойлерами; — значительного снижения затрат на текущие и капитальные ремонты;
— отсутствия насоса возврата конденсата, который нужен для бойлеров.
Пароструйные теплообменники могут работать во всех климатических зонах и устанавливаться вне помещений, не занимая производственные площади.
Анатолий Зиновьев,
заместитель директора по инновациям
и техническим вопросам «ТД «ХимСтальКомплект»
Челябинская область, г. Озёрск
