Энергосберегающие решения на базе кожухопластинчатых теплообменников
Вопросам энергосбережения и энергоэффективности сегодня уделяется большое звнимание. Эта тенденция продиктована постоянно увеличивающимися ценами на энергоносители и ужесточением конкурентной борьбы. Промышленные предприятия ищут возможность сократить свои производственные издержки для снижения себестоимости выпускаемой продукции. Часто для того чтобы найти пути снижения энергозатрат, приходится привлекать специалистов по энергоаудиту, проводить многосторонний анализ существующих процессов, затрачивая много человеческих и временных ресурсов.
Но есть случаи, когда для поиска возможности сэкономить, необходимо просто поднять голову и посмотреть на ваше предприятие со стороны. Если в поле вашего зрения попали уходящие в небо клубы пара, значит с очень большой вероятностью у вас есть возможность снизить затраты, и эта статья предназначена именно для вас.
Вторичный пар: ценность и возможности использования
Для начала обратимся к теории. То парение, которое вы можете видеть из трубы на крыше вашего предприятия, как правило является паром вторичного вскипания на выходе из вестовых труб (в данной статье мы не будем рассматривать случаи, когда данный эффект является следствием прохудившихся труб, текущих соединений или неработающих конденсатоотводчиков).
Используемый на предприятии пар при конденсации 75% тепла отдает нагреваемой среде. Оставшиеся 25% тепла содержатся в конденсате. Отведенный от оборудования конденсат обычно попадает из области высокого в область низкого давления, т.е. попросту отводится в накопительную емкость, которая соединена с атмосферой. При этом часть конденсата вскипает и образуется так называемый пар вторичного вскипания или, как его чаще называют, «вторичный пар». К сожалению, сам термин «вторичный пар» часто приводит к тому, что пар этот ошибочно воспринимается как нечто менее ценное, чем острый пар. На самом же деле это такой же пар, что производит котел, только более низких параметров. Количество образующегося вторичного пара зависит от конкретных условий, обычно это 10-15% от общего массового расхода пара (конденсата). И терять его энергию - просто расточительно.
Но как же ее использовать? Прежде всего, нам требуется найти потребителя тепла, а также подобрать подходящий теплообменный аппарат. Обычно пар вторичного вскипания используют для подогрева воды в деаэраторе или питательной воды котла, но возможны и другие применения. Основное требование - это постоянный расход нагреваемой среды.
В качестве теплообменного аппарата идеально подойдет специально разработанный для данного применения кожухопластинчатый теплообменник производства компании Vahterus.
Конструкция кожухопластинчатого теплообменника
Конструктивно данный теплообменник предоставляет собой пакет сваренных попарно пластин помещенных в кожух.
Рисунок 1. Конструкция теплообменника
В рассматриваемой нами конфигурации теплообменника есть патрубки пара и конденсата, а также патрубок отвода неконденсирующихся газов. Нагреваемая вода подается в каналы между пластинами через порты находящиеся в торцевой части. Конструкция теплообменника может быть как полностью сварной, так и разборной, в этом случае существует возможность извлечения блока пластин для обслуживания. По сути, существующее решение объединяет плюсы пластинчатых теплообменников (компактность, высокий коэффициент теплопередачи), с плюсами кожухотрубных теплообменников (высокие рабочие давления (до 400 бар и), высокие температуры (до 600оС), отсутствие про кладок).
В случае использования кожухопластинчатого теплообменника ключевыми моментами конструкции будут:
✦ малое сопротивление по паровой стороне (во избежание повышенного противодавления в конденсатной системе)
✦ компактность и возможность широко варьировать места и диаметры подключений сред в зависимости от существующей задачи (теплообменник можно встроить в существующую систему с минимумом переделок)
Принцип работы
Высокотемпературный конденсат, попадая в конденсатный бак, соединенный с атмосферой, вскипает и образуется пар вторичного вскипания. Этот пар поступает в корпус кожухопластинчатого теплообменника и, конденсируясь, отдает свою энергию воде, которая подается в пластины. Далее нагретая вода идет на технологические нужды, а конденсат по трубке стекает обратно в конденсатную емкость. Неконденсирующиеся газы удаляются из корпуса теплообменника через специальный отвод.
Типичные применения
Установка на конденсатном баке/деаэраторе
Рисунок 2. Установка на конденсатном баке/деаэраторе
Установка на станции перекачки конденсата
Рисунок 3. Установка на станции перекачки конденсата
Экономическая целесообразность
Организация системы использования вторичного пара - проект, который не требует масштабных изменений паровой системы (а значит и крупных инвестиций) и приносит эффект сразу после внедрения. Как показывает наш опыт, суммарные затраты, включающие оборудование, монтаж и пуско-наладку окупаются в срок менее одного года. Не стоит забывать и о том, что кроме финансовой составляющей существует еще и фактор безопасности - в зимнее время года вокруг парящих труб образуются огромные наледи, которые могут повредить крышу и стать причиной несчастного случая. Утилизируя энергию вторичного пара, от этой проблемы вы избавитесь автоматически.
Но есть случаи, когда для поиска возможности сэкономить, необходимо просто поднять голову и посмотреть на ваше предприятие со стороны. Если в поле вашего зрения попали уходящие в небо клубы пара, значит с очень большой вероятностью у вас есть возможность снизить затраты, и эта статья предназначена именно для вас.
Вторичный пар: ценность и возможности использования
Для начала обратимся к теории. То парение, которое вы можете видеть из трубы на крыше вашего предприятия, как правило является паром вторичного вскипания на выходе из вестовых труб (в данной статье мы не будем рассматривать случаи, когда данный эффект является следствием прохудившихся труб, текущих соединений или неработающих конденсатоотводчиков).
Используемый на предприятии пар при конденсации 75% тепла отдает нагреваемой среде. Оставшиеся 25% тепла содержатся в конденсате. Отведенный от оборудования конденсат обычно попадает из области высокого в область низкого давления, т.е. попросту отводится в накопительную емкость, которая соединена с атмосферой. При этом часть конденсата вскипает и образуется так называемый пар вторичного вскипания или, как его чаще называют, «вторичный пар». К сожалению, сам термин «вторичный пар» часто приводит к тому, что пар этот ошибочно воспринимается как нечто менее ценное, чем острый пар. На самом же деле это такой же пар, что производит котел, только более низких параметров. Количество образующегося вторичного пара зависит от конкретных условий, обычно это 10-15% от общего массового расхода пара (конденсата). И терять его энергию - просто расточительно.
Но как же ее использовать? Прежде всего, нам требуется найти потребителя тепла, а также подобрать подходящий теплообменный аппарат. Обычно пар вторичного вскипания используют для подогрева воды в деаэраторе или питательной воды котла, но возможны и другие применения. Основное требование - это постоянный расход нагреваемой среды.
В качестве теплообменного аппарата идеально подойдет специально разработанный для данного применения кожухопластинчатый теплообменник производства компании Vahterus.
Конструкция кожухопластинчатого теплообменника
Конструктивно данный теплообменник предоставляет собой пакет сваренных попарно пластин помещенных в кожух.
Рисунок 1. Конструкция теплообменника
В рассматриваемой нами конфигурации теплообменника есть патрубки пара и конденсата, а также патрубок отвода неконденсирующихся газов. Нагреваемая вода подается в каналы между пластинами через порты находящиеся в торцевой части. Конструкция теплообменника может быть как полностью сварной, так и разборной, в этом случае существует возможность извлечения блока пластин для обслуживания. По сути, существующее решение объединяет плюсы пластинчатых теплообменников (компактность, высокий коэффициент теплопередачи), с плюсами кожухотрубных теплообменников (высокие рабочие давления (до 400 бар и), высокие температуры (до 600оС), отсутствие про кладок).
В случае использования кожухопластинчатого теплообменника ключевыми моментами конструкции будут:
✦ малое сопротивление по паровой стороне (во избежание повышенного противодавления в конденсатной системе)
✦ компактность и возможность широко варьировать места и диаметры подключений сред в зависимости от существующей задачи (теплообменник можно встроить в существующую систему с минимумом переделок)
Принцип работы
Высокотемпературный конденсат, попадая в конденсатный бак, соединенный с атмосферой, вскипает и образуется пар вторичного вскипания. Этот пар поступает в корпус кожухопластинчатого теплообменника и, конденсируясь, отдает свою энергию воде, которая подается в пластины. Далее нагретая вода идет на технологические нужды, а конденсат по трубке стекает обратно в конденсатную емкость. Неконденсирующиеся газы удаляются из корпуса теплообменника через специальный отвод.
Типичные применения
Установка на конденсатном баке/деаэраторе
Рисунок 2. Установка на конденсатном баке/деаэраторе
Установка на станции перекачки конденсата
Рисунок 3. Установка на станции перекачки конденсата
Экономическая целесообразность
Организация системы использования вторичного пара - проект, который не требует масштабных изменений паровой системы (а значит и крупных инвестиций) и приносит эффект сразу после внедрения. Как показывает наш опыт, суммарные затраты, включающие оборудование, монтаж и пуско-наладку окупаются в срок менее одного года. Не стоит забывать и о том, что кроме финансовой составляющей существует еще и фактор безопасности - в зимнее время года вокруг парящих труб образуются огромные наледи, которые могут повредить крышу и стать причиной несчастного случая. Утилизируя энергию вторичного пара, от этой проблемы вы избавитесь автоматически.