Особенности проектирования объектов с теплообменными аппаратами ТТАИ
Автор: директор ООО «Теплообмен», к.т.н., Барон В.Г. (г. Севастополь)
Редакция: ген. директор ГК «ЭЛЕКОМ» Неплохов А.В. (г. Екатеринбург)
Теплообменные аппараты составляют исключительно многочисленную группу теплосилового оборудования, занимая значительные производственные площади и превышая зачастую 50% стоимости общей комплектации в теплоэнергетике, химической и нефтеперерабатывающей промышленности и ряде других отраслей. Правильный выбор теплообменников представляется исключительно важной задачей, но для того, чтобы правильно подобрать и затем «привязать» теплообменник проектант должен правильно сформулировать исходные данные для такого подбора.
Надо помнить, что подбор теплообменного аппарата является достаточно сложной задачей, т.к. предполагает учет и взаимовлияние семи независимых параметров: расходов нагреваемой и греющей сред, их температур на входе в аппарат, температуры одной из них на выходе из аппарата и допустимых потерь напора по обеим средам. Изменение хотя бы одного из этих семи параметров неминуемо приводит к изменению типоразмера аппарата. Провести подбор аппарата только по теплосъему (что часто нас просят выполнить) в принципе невозможно и если кто-то это осуществляет, то это свидетельствует о недостаточно профессиональном подходе проектанта к решению стоящей задачи.
На стадии проектирования кроются наиболее коварные ошибки. Дело в том, что ошибки проектанта, скажем в отличие от ошибок монтажников или обслуживающего персонала, как правило, не очевидны для потребителя, и вместе с тем именно эти ошибки порождают наиболее неприятные последствия. Действительно, если ошибка монтажной или эксплуатирующей фирмы в худшем случае может привести к поломке аппарата и, как следствие, к необходимости его ремонта, то ошибки проектанта способны сделать неработоспособными или ограниченно работоспособными целые технические комплексы. Причем выявить эти просчеты бывает значительно труднее, а исправить вообще удается не всегда. С другой стороны, высокопрофессиональный проектант сможет так спроектировать объект, грамотно выявляя и используя преимущества аппаратов ТТАИ, в первую очередь их псевдоодномерность и исключительно малый вес, что хозяин объекта потом будет показывать своим гостям-специалистам объект и с гордостью предлагать задачу: «найдите, где у меня находится теплообменник, обеспечивающий отопление (горячее водоснабжение) всей гостиницы (завода)». Обратимся к анализу типичных ошибок на стадии проектирования.
ПЕРВОЙ по вероятности появления, ошибкой является неверно выбранные температуры, в первую очередь греющей среды. Сплошь и рядом нам для подбора теплообменников задают график греющей воды 150-70. Но ведь всем без исключения известно, что уже давным-давно температуры 150оС тепловые сети не держат ни при каких морозах. А ведь входная температура греющей среды является одним из определяющих факторов. Естественно, что теплообменник, рассчитанный на такую входную температуру, будет обеспечивать совсем иной, меньший теплосъем при реально имеющихся температурах на уровне 100оС. Зачастую, привязываясь к собственной котельной, проектант задает максимальную температуру, которую может и реально в морозы поддерживает котел, скажем 95оС. Но ведь летом горячая вода нужна тоже, а гонять в июле котел на температурном уровне 95оС по крайней мере нецелесообразно. И такие ошибки совершаются довольно часто и, казалось бы, на таких объектах, где этого можно было бы избежать, по крайней мере, где работали проектанты, а не заказчик сам выбирал параметры для выбора теплообменника.
ВТОРАЯ из возможных ошибок на стадии проектирования - не согласованность между собой оборудования. Например, в Черкассах на одном из объектов не хватало горячей воды. Виновный в этой плачевной ситуации был назначен сразу же - теплообменный аппарат, ведь это он недогревает воду до нужной температуры, из него вода выходит недостаточно горячая. Однако в процессе детального разбора ситуации с участием наших специалистов оказалось, что почему-то в тракт греющей воды, собранный из труб Ду80, был врезан регулирующий вентиль Ду50, который просто не в состоянии был пропустить нужного количества греющей воды (что легко определялось из уравнения теплового баланса). Когда вентиль заменили, все стало на свои места. Или, например, для одного из детских оздоровительных лагерей под Киевом был подобран и изготовлен теплообменник для ГВС, источником тепла для которого должен был служить электрокотел. Вскоре выяснилось, что воды не хватает, хотя ее потребность в задании на подбор аппарата была указана верно, да и температуры греющей воды соответствовали паспортным на котел. Однако те, кто выдавал нам ТЗ на подбор аппаратов, забыли согласовать свои желания со своими возможностями. Дело в том, что теплообменник должен был выдавать горячей воды в объеме, соответствующем примерно 50 квт, а установленный котел имел паспортную мощность 20 квт.
ТРЕТЬЕЙ ошибкой по частоте появления, является несоответствие реальной и заявленной потребности в горячей воде (в общем случае - в тепле). Для одного из жилых домов по исходным данным, выданным заказчиком, был изготовлен теплообменник. Однако горячей воды не хватало. Выяснилось (в ходе испытаний с термометрами, секундомером и ведром), что заказчик дал данные по среднесуточной потребности, а в жизни хотел получить достаточное количество горячей воды в моменты пикового водоразбора.
ЧЕТВЕРТОЙ ошибкой является несогласованность гидравлических характеристик сети, в т.ч. теплообменника и насосов. Коварство этой ошибки кроется в том, что она вроде бы как совсем не теплотехническая и порой трудно объяснить, что причиной теплотехнических бед - нехватки горячей воды, является повышенное гидравлическое сопротивление системы, или, что одно и то же, недостаточный напор насоса. Достаточно часто в ТЗ не могут указать допустимую потерю напора на теплообменнике.
Выше приведены наиболее типичные ошибки, совершаемые на стадии проектирования объекта. Существует еще довольно много тонкостей, правильный учет которых позволит избежать ошибок и существенно упростить эксплуатацию аппаратов по прямому назначению. Желательно их знать и учитывать. Ниже кратко приведены некоторые из этих второстепенных ошибок.
Во-первых, аппараты, как не раз отмечалось, исключительно легки. Поэтому в абсолютном большинстве случаев для их установки не требуются, более того, нежелательны, никакие фундаменты, опоры и пр. Аппараты могут и должны держаться за счет жесткости подводящих и отводящих трубопроводов. Самое большее, что может потребоваться и то только для относительно длинных аппаратов (с длиной корпуса порядка 3,5 метров и более), так это путевая опора, применяемая для поддержки трубопроводов, посередине длины корпуса аппарата.
Во-вторых, аппараты обладают эффектом самоочистки и при правильном проектном подборе и применении рекомендуемого нами схемного решения с насосом рециркуляции, на их греющих поверхностях не будет откладываться накипь. Однако эта рекомендация, как правило, остается нереализованной и аппарат по вине проектанта теряет одно из своих преимуществ. Причина в том, что либо расчетный расход задан значительно больше реального (проектант сильно «перезаложился»), либо, если речь идет о потребителях с нерегулярным водоразбором, циркуляционный насос выбран не в соответствии с нашими рекомендациями, а по общим правилам.
В-третьих, аппараты, в отличие от пластинчатых, имеют по одной из полостей проходные сечения достаточно большого размера и при том еще прямолинейные. Это, если учесть легкосъемность аппаратов, делает их удобными для эксплуатации на сильнозагрязненных механическим включениями средах. Например, на АвтоВАЗе в Тольятти на наши аппараты в качестве охлаждающей среды подается неочищенная вода из Волги. Применявшиеся ранее импортные аппараты требовали своей очистки раз в квартал, а аппараты ТТАИ работают уже несколько лет без вскрытия. Так вот, по этой полости надо направлять ту среду, которая несет механические включения, причем зачастую можно даже без установки фильтра, а если такую среду направлять по другой полости, то установка фильтра столь же необходима, как и для пластинчатых теплообменников. Однако мы такой информацией, характеризующей конкретный объект, не располагаем, а проектанты, порой не придают этому значения.
В-четвертых, аппараты ТТАИ ввиду своего исключительно малого веса не требуют предусматривать габарит выема, а иногда проектанты, не осознав этого, традиционно, как принято для кожухотрубных аппаратов, предусматривают габарит выема, чем сразу и радикально снижают привлекательность наших теплообменников. В действительности все должно обстоять иначе. Аппараты весят меньше, чем такой же длины кусок металлического трубопровода, которым смонтирована система. Поэтому их обслуживать (в том числе чистить от механических загрязнений) лучше не на месте, а демонтировать, вынести в удобное для выполнения работ место, например, в мастерскую, и там провести регламентные работы.
Выше рассмотрены основные, наиболее типичные ошибки проектантов, сталкивающихся с аппаратами ТТАИ. Хочется надеяться, что настоящая статья будет способствовать сокращению досадных промахов при проектировании объектов, в которых предполагается применение теплообменников ТТАИ.
Как заказать:
По вопросам приобретения теплообменных аппаратов ТТАИ® можно обращаться в Группу компаний «ЭЛЕКОМ», которая является авторизованным представителем завода-изготовителя на территории УрФО и Пермского края по вопросам их поставки, монтажа и обслуживания.
После заполнения опросного листа, в котором нужно указать всего лишь несколько параметров греющей и нагреваемой сред, будет оперативно предоставлена техническая и ценовая информация о теплообменном аппарате, наиболее полно удовлетворяющем потребности клиента.
Контакты для справок: ГК «ЭЛЕКОМ», Екатеринбург, +7 (343) 385-13-39, opo@elecom-ural.ru, www.elecom-ural.ru.
Приглашаем к взаимовыгодному сотрудничеству!