Опыт эксплуатации котельных малой и средней мощности с применением установок УМПЭУ (Установка с Магистральным ПароЭжекторным Устройством)

На сегодняшний день в эксплуатации находятся большое количество малых и средних котельных, эксплуатирующих различное отечественное и импортное теплоэнергетическое оборудование. Нередки случаи, когда созданные на основе использования добротного и качественного оборудования системы теплоснабжения работают с качеством далеким от желаемого результата. Бывают ситуации, когда потребители тепла просто замерзают после замены работающей котельной новой современной. При подробном анализе причин неудовлетворительной работы систем теплоснабжения в таких случаях выявляется следующее:

• современные котлоагрегаты выходят из строя через 1-2 отопительных сезонов;
• водоподготовка для питания котлов работает неустойчиво и тем самым наносит вред оборудованию;
• новые высокоскоростные насосы выходят из строя гораздо чаще старых-тихоходных;
• новые пластинчатые теплообменники загрязняются быстрее старых-кожухотрубных;
• дорогостоящие системы тепловой автоматики просто не используются и. т. д.

Причины подобного положения проглядываются на всех стадиях работы системы теплоснабжения: исходные данные – задания на проектирование, проект, строительно-монтажные работы – СМР, пуско-наладка, эксплуатация; а также во всех звеньях от котельной до потребителей тепла.

Особенность работы объектов теплоснабжения заключается в том, что ошибки и недочеты проектных организаций и монтажников выявляются в процессе пусконаладки, или через 1-2 года после эксплуатации объекта и предъявлять претензии практически некому. Финансирование проектных работ и строительно-монтажных работ выполнено, деньги за эти услуги и оборудование давно заплачены, котельная сдана инспектирующим и надзорным органам, а доказать вину ошибок проектировщиков или строителей в плохой работе введенной котельной практически невозможно. В итоге - эксплуатационный персонал остается один на один со всеми проблемами и вынужден решать их самостоятельно.

Основными причинами неудовлетворительного качества котловой и сетевой воды на многих отопительных котельных являются:

• превышение норм качества исходной воды (открытый источник или водопровод) высокая жесткость, повышенное содержание соединений железа, мутность;
• отсутствие, неисправность, неправильная эксплуатация, работа в режимах отличных от проектных систем ХВО и деаэрации воды;
• вынос загрязнений (продукты коррозии железа, глина, песок) из внутренних систем отопления зданий и трубопроводов теплосети в начальный период и в процессе отопительного периода, из-за несоблюдения технических требований по содержанию и подготовке внутренних систем отопления к отопительному сезону, аварийных отключений зданий со сливом теплоносителя, несанкционированный разбор сетевой воды.

Задача обеспечения надежной безопасной и эффективной работы существующих систем теплоснабжения в течение расчетного ресурса без повреждений вследствие отложений накипи, шлама и коррозии металла должна решаться за счет следующих методов:

• внедрение эффективных водоподготовительных установок и мероприятий по водохимическому режиму котлов, оборудования и тепловых сетей;
• применение рациональных технологических схем котельных и применение оборудования и материалов, устойчивых к коррозии и накипеобразованию.

Принимая во внимание простоту технологических процессов, в секторе паровых и водогрейных котельных встречаются много тепловых схем котельных, подразделяющихся на две группы: одноконтурные и двухконтурные по отоплению.

В одноконтурной схеме котельных в котлах и тепловой сети циркулирует сетевая вода, в двухконтурной котловой контур отделен от тепловой сети – теплообменником поверхностного типа. Распространение двухконтурных схем котельных получило в последнее время, так как их распространению предшествовало появление на российском рынке нового типа подогревателей, эффективно работающих в первом закрытом контуре котлов. Это Установки с Магистральным Пароэжекторным Устройством – УМПЭУ, благодаря своим малым габаритам их легко размещают в блочно-модульных котельных, а также при реконструкции существующих одноконтурных котельных в двухконтурные. Первый контур парового котла с УМПЭУ заполняется химочищенной водой и не требует подпитки в течение всего срока эксплуатации, что обеспечивает отсутствие накипеобразования и коррозии на поверхностях нагрева котла. Избыток ХОВ возвращается через антинакипный электрохимический аппарат АЭ-А в конденсатный бак или в деаэратор через мембранный регулирующий клапан. Первостепенное значение здесь имеет даже не качество циркулирующей воды, а ее незаменимость в процессе эксплуатации. По эксплуатационным данным, применение УМПЭУ в качестве теплообменника первого контура, по сравнению с кожухотрубными и пластинчатыми аппаратами дает экономию 15-20 % сжигаемого топлива, а окупаемость составляет от 3-6 месяцев, плюс экономия эксплуатационных затрат на периодические чистки, промывку, ремонт и замену трубных пучков и прокладок. Таким образом применение смешивающих подогревателей воды УМПЭУ в первом контуре двухконтурных тепловых схемах отопления и горячего теплоснабжения взамен пластинчатых и кожухотрубных подогревателей позволит:

• обеспечить высокую надежность работы парового котла, а также систем отопления и ГВС;
• исключить эксплуатационные затраты на периодическую чистку, промывку, ремонт и замену трубных пучков, на содержание систем сбора конденсата;
• выполнять любой график работы систем теплоснабжения не снижая при этом качества и эффективности работы всей схемы отопления и ГВС;
• повысить гидравлическую стабильность тепловой схемы;
• повысить на порядок надежность работы сетевого контура и снизить эксплуатационные затраты за счет включения в обратную магистраль схемы сетевого контура инерционно-гравитационного фильтра-грязевика ГИГ и в подпиточный трубопровод антинакипного электрохимического аппарата АЭ-А;
• обеспечить резервирование потребителя в случае прекращения циркуляции по любому из контуров;
• исключить попадание сырой воды в сетевой контур через неплотности в теплообменниках.

Данная тепловая схема котельной отличается от типовой схемы теплоснабжения потребителя тем, что в ней использован принцип выделения части отопительной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения в отдельный контур. При этом горячее водоснабжение обеспечивается по другому контуру, работающему по совмещенному температурному графику с отопительной нагрузкой. В зависимости от расчетной температуры наружного воздуха, отопительная нагрузка, передаваемая в контуре с горячим водоснабжением изменяется от 20 до 30%.

Нагреваемая хим. очищенная вода, с помощью циркулирующих насосов (2шт. рабочий и резервный) подается на установку УМПЭУ, в которой нагревается прямым вводом греющего пара, согласно утвержденному температурному графику тепловой сети потребителя. Излишек конденсата возвращается в деаэратор, системой автоматического поддержания давления на всасе насоса. Регулирование температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха, осуществляется автоматически регулятором расхода греющего пара клапаном по пару на конденсационную колонну УМПЭУ. Работа контура подогрева в рабочем режиме обеспечивает бессточную схему работы котельной.

По сетевому трубопроводу вода из технического трубопровода центробежными насосами, узел учета подается на два пластинчатых (трубчатых) водоводяных теплообменника, нагревается до необходимой температуры и подается в теплосеть для системы отопления и ГВС. Обратная сетевая вода проходя через инерционно-гравитационный фильтр-грязевик ГИГ и антинакипный электрохимический аппарат АЭ-А возвращается на всас сетевых насосов насосов.

Преимущества перед существующими системами

• Отсутствуют подогреватели на ЦТП или ИТП.
• Гидравлическая стабильность во много раз выше.
• Исключается недовыработка электроэнергии на тепловом потреблении, за счёт отсутствия необходимости поддержания температурного перепада в теплообменниках.
• Обеспечивается резервирование потребителей в случае прекращения циркуляции по любому из контуров, соответственно 25-30% или 75-70%.
• Исключается попадание сырой воды в сетевую воду через неплотности в теплообменниках.