Знаменитые паровые нагреватели сырой воды

Если говорить о знаменитых паровых нагревателях сырой воды — сразу вспоминаются десятки проектов, где мы годами набивали шишки. Многие до сих пор считают, что главное — давление пара, а на самом деле куда важнее борьба с накипью и выбор сплава трубок. Вот об этом и поговорим.

Почему сырая вода сложнее очищенной

Когда впервые столкнулся с подогревом сырой воды паром на ТЭЦ под Новосибирском — думал, солями жёсткости всё ограничивается. Оказалось, проблемы начинаются с банального подогревателя ПСВ-500: даже при корректном давлении в 6 атм карбонатные отложения за месяц снижали КПД на 40%. Пришлось пересматривать всю схему водоподготовки на входе.

Кстати, о выборе материалов. Нержавейка AISI 316 — не панацея, особенно если в воде есть хлориды. В одном из проектов для ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг мы тестировали трубки из дуплексной стали — ресурс вырос втрое, но и стоимость подскочила. Пришлось искать баланс между ценой и межремонтным периодом.

Запомнился случай на комбинате в Красноярске: инженеры увеличили скорость потока через теплообменник, чтобы снизить отложения. Сработало, но вибрация разрушила трубные решётки. Пришлось ставить дополнительные опоры — мелочь, а без неё вся система выходила из строя.

Особенности конструкции паровых нагревателей

Современные паровые нагреватели сырой воды — это уже не просто кожухотрубники. В тех же китайских проектах, которые курирует ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг, часто используют пластинчатые теплообменники с паровым подогревом. Но тут своя загвоздка — при высоком содержании взвесей пластины забиваются за неделю.

Лично я остаюсь сторонником вертикальных теплообменников с U-образными трубками. Да, сложнее в обслуживании, но зато нет термических напряжений при резких пусках. В прошлом году на объекте в Татарстане как раз из-за горизонтального аппарата после аварийной остановки треснула камера.

Кстати, о температурных режимах. Если греть сырую воду выше 95°C — начинается интенсивное выделение углекислоты. При проектировании часто забывают про этот момент, а потом удивляются коррозии трубных досок.

Ошибки монтажа и эксплуатации

Самая частая ошибка — экономия на запорной арматуре. Ставят обычные задвижки вместо регулирующих клапанов, а потом не могут стабилизировать температуру на выходе. В проекте для нефтехимического комбината в Омске из-за этого постоянно перегревали воду — соли жёсткости выпадали в осадок мгновенно.

Ещё момент — неправильная обвязка конденсатоотводчиков. Как-то раз на запуске объекта вижу — конденсат идёт рывками. Оказалось, монтажники поставили термодинамические затворы после понижения давления. Пришлось переделывать на поплавковые с охладителями выпара.

Запомнился казус на одной котельной: проектировщики не учли сезонные изменения качества воды. Летом при паводке мутность подскакивала вдесятеро — теплообменник превращался в грязевик. Спасли только установкой самоочищающихся фильтров на входе.

Ремонт и модернизация

С заменой трубок в паровых нагревателях всегда интересно. Стандартная история — когда заказчик требует поставить медные трубки вместо латунных 'для надёжности'. А потом удивляется, почему через полгода появились свищи. В солёной воде медь корродирует быстрее — проверено на десятках объектов.

В прошлом году модернизировали подогреватель на ЦБК в Архангельске. Там изначально были трубки из углеродистой стали — меняли каждые два года. Перешли на биметаллические с нержавеющим слоем — уже три года работают без проблем. Правда, пришлось пересчитать всю тепловую схему — сопротивление увеличилось.

Важный момент при ремонте — контроль зазоров в трубных решётках. Один раз видел, как после расширения трубок появились микротрещины. Пришлось ставить развальцовку с контролем крутящего момента — дорого, но эффективно.

Перспективные разработки

Сейчас многие переходят на паровые нагреватели с фреоновым перегревом — особенно в схемах с утилизацией тепла. Но для сырой воды это спорное решение: малейшая течь — и вся система под угрозой. Хотя в ООО Цзянсу СФЭИ Энергия Инжиниринг недавно тестировали такую схему для малых котельных — пока результаты обнадёживают.

Интересное направление — нанопокрытия на теплообменные поверхности. Пробовали керамическое напыление — действительно снижает адгезию отложений. Но стоимость покрытия одного подогревателя сопоставима с ценой нового аппарата. Пока нерентабельно.

Из практичных новшеств — системы автоматической продувки с обратной связью по давлению. Ставили на электростанции в Кемерово — удалось увеличить межпромывочный период с 3 до 7 месяцев. Правда, пришлось повозиться с настройкой ПИД-регуляторов.

Выводы и рекомендации

Если подводить итоги — главное в работе с паровыми нагревателями сырой воды это комплексный подход. Нельзя проектировать только теплообменник, нужно сразу рассматривать всю систему: водоподготовку, трубную обвязку, арматуру, автоматику.

На собственном опыте убедился — лучше немного переплатить за качественные материалы на этапе строительства, чем потом постоянно останавливать производство на ремонты. Особенно это касается аппаратов, работающих на воде с переменным составом.

И последнее — никогда не стоит слепо копировать удачные решения с других объектов. То, что сработало на химическом заводе, может оказаться провальным на ТЭЦ. Каждый раз нужно проводить полный расчёт с учётом реальных условий эксплуатации.