7. Работы по химической промывке ПТО должны выполняться только подготовленным персоналом по наряду-допуску.
Таблица 2. Химреагенты комбиринованного действия
| Наименование реагента | Параметры моющего раствора | |
| Концентрация реагента, % | Температура, °С | |
| Кислотный реагент ВП-1с с ингибитором коррозии нержавеющей стали И-55 (ООО «Аква-Хим», г. Тверь) | 10 | 50-55 |
| Трилон-Б с подкислителем ВП-1С | 10 | 50-60 |
| Сульфаминовая кислота | 5 | 85-95 |
| Азотная кислота | 4 | 50-55 |
6. Современные методы очистки сетевой воды от механических примесей
6.1 Установка осветительного фильтра ФОВ-1,0-06
На котельной была смонтирована установка механического фильтрования сетевой воды на базе фильтра ФОВ-1,0-06 (фильтрующий агент – кварцевый песок). Схема установки фильтра представлена на рис. 7.
Обрабатываемая сетевая вода поступает из обратного трубопровода сетевой воды расходом –5% от расчетного расхода в теплосети. Указанная установка работает в автоматическом режиме с управлением от блока автоматики. Обслуживающий персонал периодически контролирует работу установки, измеряя прозрачность сетевой воды до и после фильтра. В процессе пуско-наладочных испытаний в результате работы фильтра прозрачность сетевой воды за 5 суток выросла с 10 до 35 см по шрифту. Основные недостатки: достаточно высокие габаритные размеры, значительный расход исходной воды на взрыхляющую промывку фильтра.
6.2 Установка инерционно-гравитационного грязевика ГИГ-300
Грязевик смонтирован на обратном трубопроводе теплосети и рассчитан на пропуск 100% расхода сетевой воды. Минимальный размер улавливаемых загрязнений, согласно паспорту, составляет около 30 мкм. Механические примеси оседают и накапливаются в нижней части грязевика. Удаление примесей производится периодически обслуживающим персоналом. При проведении пуско-наладочных испытаний зафиксирован рост прозрачности сетевой воды с 3,5 до 38 см в течение 10 суток. По нашим оценкам указанный грязевик за один проход улавливает около 10% всех загрязнений, содержащихся в очищаемой воде (с размером частиц свыше 30 мкм). К основным недостаткам можно отнести высокую стоимость и значительные массогабаритные характеристики грязевика.
Неплохие результаты также получены в результате применения самопромывного фильтра тонкой очистки F76S на котельной г. Дзержинска. Фильтр установлен на байпасе сетевых насосов и рассчитан на пропуск З-5% сетевой воды.
6.3 Применение акустических противонакипных устройств (АПУ)
В 2003-04 гг. на одной из котельных в течение 3-х месяцев проводился эксперимент по проверке эффективности действия АПУ марки «Акустик-Т» по предотвращению накипеобразования на поверхности нагрева разборного ПТО фирмы Funke. Акустические излучатели установлены на обоих патрубках ПТО по сетевой стороне вблизи от портов. В ходе испытаний еженедельно фиксировались температуры входа и выхода потоков и перепад давления на ПТО, оснащенном АПУ, и контрольном ПТО (не оснащенном АПУ). Оба ПТО работали в параллель при одних и тех же параметрах рабочих сред.
К сожалению, испытания показали полную неэффективность АПУ на данном объекте. Вскрытие обоих ПТО, произведенное после окончания испытаний, не выявило каких-либо отличий между теплообменниками. В обоих ПТО были обнаружены отложения карбонатной накипи толщиной около 0,6 мм (см. рис. 3).
В этой связи следует рекомендовать эксплуатационникам, прежде чем приобретать АПУ для ПТО (в первую очередь это касается разборных ПТО с резиновыми уплотнительными прокладками), предварительно брать их (без оплаты) на период опытной эксплуатации.
7. Рекомендации по подбору ПТО при проектировании объектов теплоснабжения
В настоящее время все фирмы-поставщики ПТО при их продаже предлагают заказчикам услуги по подбору теплообменников, в зависимости от исходных данных и специфических требований заказчика.
При этом обе стороны заинтересованы в положительном эффекте в результате внедрения ПТО. Сами заказчики, как правило, не могут квалифицированно подобрать ПТО, поскольку методики их теплового и гидравлического расчета являются коммерческой тайной. В качестве исходных данных для выбора ПТО запрашиваются:
- тепловая мощность;
- температуры входа/выхода рабочих сред по обоим потокам;
- максимально допустимый (располагаемый) перепад давления по обоим потокам. В результате расчета по программе фирмы-изготовителя получают величины:
- типоразмер ПТО;
- тип и количество пластин;
- расчетный коэффициент теплопередачи;
- расчетный перепад давления по обоим потокам.
Нюанс заключается в том, что при одних и тех же заданных значениях теплового потока и температур теплоносителей могут быть подобраны ПТО, разного типоразмера с существенно разным расчетным коэффициентом теплопередачи, количеством пластин и т.д. (Расчетный коэффициент теплопередачи к0, как правило, напрямую зависит от назначенных величин допустимого перепада давления). Очевидно, например, что теплообменник с ко=45ОО Вт/(м2•°С) будет иметь в 1,7 раза меньшую поверхность, чем теплообменник с к0 = 7500 Вт/(м2•°С). При этом второй ПТО примерно в 1,5 раза дешевле.
Многие заказчики, не искушенные в проблемах подбора ПТО, и, к тому же, ограниченные в финансовых средствах подтверждают выбор ПТО с более высоким коэффициентом теплопередачи. При этом они обрекают себя на полный комплекс вышеописанных в предыдущих разделах проблем, связанных с потерей тепловой эффективности ПТО при загрязнении.
Как же быть в такой ситуации? Ответ на этот вопрос неоднозначен.
Во-первых, следует рекомендовать эксплуатационникам при выдаче технического задания на подбор ПТО в обязательном порядке учитывать перспективу их возможного загрязнения на основе имеющихся данных химико-аналитического контроля теплообменивающихся сред с учетом сезонных изменений.
Во-вторых, не следует устанавливать ПТО со слишком высоким значением к0. На мой взгляд оптимальный диапазон к0 для ПТО составляет 4500-6000 Вт/(м2 °•С).
Здесь необходимо заметить, что проблема устранилась бы сама собой, если бы фирмы-изготовители ПТО в своих расчетных программах учитывали возможность подбора ПТО при наличии заданной степени загрязненности (толщины слоя накипи). Однако такая услуга не предоставляется. Приходится искать обходные пути. Некоторые ошибочно полагают, что решить проблему можно путем введения запаса поверхности нагрева, т.е. рассчитать ПТО без учета загрязнения, а затем добавить некоторое количество пластин (например 20%). Однако это неправильный подход, поскольку при тех же расходах теплоносителей уменьшается скорость их течения по каналам, что ведет к снижению коэффициента теплопередачи примерно в той же пропорции. Тепловой поток же при этом практически не изменяется (Q = k•F•∆t).
Правда, вышесказанное справедливо только для чистого ПТО. В случае с загрязненным ПТО возникает интересный эффект, выражающийся в том, что вследствие снижения абсолютного значения коэффициента теплопередачи теплообменника, обусловленного добавлением пластин, его относительная величина (k/k0) при том же слое отложений становится больше. В результате рост поверхности нагрева не компенсируется снижением коэффициента теплопередачи и тепловой поток (при прочих равных условиях) несколько увеличивается. Расчеты показывают, что для теплообменника с расчетным коэффициентом теплопередачи
5000 Вт/(м2•°С) и расчетным параметром Ф0=2,22, при толщине слоя накипи 0,2 мм увеличение количества пластин на 20% обеспечивает прирост теплового потока только на 4,08%.
Таким образом, прирост поверхности нагрева ПТО (путем добавления пластин) не обеспечивает эквивалентного прироста теплового потока.
Добавление пластин экономически оправдано только в двух случаях:
- при необходимости увеличения тепловой нагрузки ПТО, т.е. расходов теплоносителей по обоим потокам;
- при необходимости уменьшения гидравлического сопротивления ПТО при неизменных расходах теплоносителей и тепловой нагрузке.
Правильная методика подбора ПТО с учетом прогнозируемого загрязнения следует из вышеприведенной теоретической модели и заключается в следующем:
1. Исходя из требований технологического процесса определяются расчетные температуры теплоносителей (при загрязненном состоянии ПТО), например:
| Параметры | Греющей воды | Нагреваемой воды |
| Температура на входе | 110 | 70 |
| Температура на выходе | 80 | 95 |
2. Определяется соответствующий этим температурам параметр теплообменника Ф = 2,22.
3. Назначается желаемый коэффициент теплопередачи ПТО, например 5000 Вт/(м2•°С). По графику рис.1 при заданной толщине слоя накипи (например
0,2 мм) определяется относительный коэффициент теплопередачи (k/ko=O,545).
4. Вычисляется параметр Фо при чистой поверхности нагрева: Ф0=Ф/(к/к0)=4,07.
5. При известных отношениях расходов (Gнагр/Gгр=(110-80)/(95-70)=1,2) и входных температурах теплоносителей, выходные температуры найдутся из системы уравнений:
В итоге получим четыре расчетные температуры для выбора ПТО при проектировании.
| Параметры | Греющей воды | Нагреваемой воды |
| Температура на входе | 110 | 70 |
| Температура на выходе | 75,3 | 99,0 |
Именно эти температуры должны быть включены в техническое задание, передаваемое фирме-изготовителю для подбора ПТО.
Вопрос: а что же все-таки делать в ситуации, когда установленные на объекте ПТО не обеспечивают подогрев воды до нужной температуры?