О компании

Услуги

Отзывы

Публикации

Контакты

О подогревателях О пароводяных смесительных подогревателях, утилизаторах и струйной технике Опросный лист

О пароводяных сместельных подогревателях, утилизаторах и струйной технике.

Открывая серию публикаций по тепломассообменным процессам и аппаратам с непо­средственным контактом фаз [1], мы не планировали выносить в отдельную статью ука­занную в заголовке тему. Во-первых, контактное взаимодействие воды и водяного пара один из самых простых и глубоко изученных процессов. Во-вторых, для его реализации могут использоваться любые известные контактные устройства (жидкость-пар) как противоточные (например, тарельчатые, аналогичные деаэраторам ДА, ДСА или наса-дочные, аналогичные насыпным декарбонизаторам и т.п.), так и прямоточные, анало­гичные рассмотренным в предыдущих публикациях [2-8] и монографии [9]. К решению о написании настоящей статьи нас привели два обстоятельства. Первое, но не главное, это широкая распространенность указанного процесса как в энергетике, так и во многих отраслях промышленности для подогрева воды или утилизации вы­бросного пара. Второе - необоснованная ажиотажность вокруг этих процессов со сто­роны современных разработчиков и изготовителей струйной техники, представляющих свою продукцию как самую эффективную, самую экономичную в мире, приписывающих этим устройствам подчас фантастические свойства и эффекты [10-13]. Попытаемся разобраться в этом вопросе.

Немного истории.

История струйной техники насчитывает почти полтора столетия. В России еще в 1866 г. инженер А.И. Шпаковский изобрел пульверизатор, а в 1880 г. В.Г. Шухов получил привилегию (па­тент) на первое в мире парожидкостное устройство, которое стало применяться для сжигания мазута. Дальнейшее раз­витие подобных устройств шло по пути создания струйных (по нашей класси­фикации [9] жидкостно-эжекционных) тягодувных устройств и струйных (газо-эжекционных [9]) насосов.

Теория струйной техники была глубоко разработана к 70-м годам прошлого сто­летия и обобщена в монографиях Е.Я. Со­колова и Н.М. Зингера [14] и других.

Струйные устройства привлекали свой простотой, компактностью, надеж­ностью. Однако их применение ограни­чилось фактически областью вакууми-рования и пневматического (в т.ч. паро­вого) распыливания жидкостей. Объяс­няется это теми недостатками струйной техники, с которыми с течением време­ни оказалось все трудней мириться.

Наименьший из них — высокие уровни шума, сопровождающие работу многих из них. Главный — низкий КПД энергопередачи,который оказался в ра­зы ниже, чем у современных вентилято­ров и насосов.

Есть и другие, менее существенные не­достатки, например, ограничения по производительности единичного уст­ройства, снижение КПД с увеличением единичной производительности и т.д.

Вместе с тем, простота и компактность указанных объектов инициировали по­пытки их применения в качестве тепло-массообменных аппаратов. Одной из первых является работа, выполненная в Советском Союзе в 1943 г. Рамзиным и Давыдовым. Авторами исследовалась возможность использования для очист­ки дымовых газов аппарата типа водо-воздушного эжектора. Попытка оказа­лась не очень удачной, работа дальней­шего развития не получила, а в 1955 г. Хольмберг (Финляндия) запатентовал аналогичное устройство. Продолжили эту цепочку фирмы «Варкаус-Вентури», «Щюте-Картинг» и многие другие.

Насколько научных школ в различ­ных странах в 50-70-е годы минувшего столетия продолжали исследования по применению струйных аппаратов для скрубберных процессов. Большинство результатов практического применения не находили.

Положительный сдвиг наметился только тогда, когда вместо соплового на­садка (образующего струю) стали при­менять центробежные форсунки (обра­зующие «зонтик») распыла. При этом на порядок возросли коэффициенты эжекции, на два порядка поверхность контакта фаз, однако во столько же со­кратился развиваемый аппаратом на­пор. То есть был сделан первый шаг от тягодувного устройства к тепломас-сообменному аппарату.

Однако решающим шагом послужила разработка теории и конструкций цельно-факельных форсунок и их ансамблей [15,16], применение которых позволило поднять коэффициенты эжекции до не­скольких тысяч. Это стало началом со­здания нового семейства интенсивных прямоточных распылительных контакт­ных устройств. Их теория, классифика­ция, области применения обобщены в монографии [9], а результаты совре­менных внедрений, сопоставлений, ана­лиза — в упомянутой серии статей.

Кое-что по существу рассматриваемого вопроса.

Прежде всего следует иметь в виду, что в отличие от поверхностного теплооб­менника, где раздельно вытекают нагре­тая вода и конденсат (обессоленный, деаэрированный, пригодный для подачи непосредственно в котел), на выходе из смесительного подогревателя мы получаем водоконденсатную смесь, требующую полной или частичной об­работки (умягчения, деаэрации), за исключением некоторых прямоточных распылительных аппаратов (о чем речь пойдет ниже). С другой стороны, эксплу­атационные и капитальные затраты на поверхностные теплообменники значи­тельно больше.

Очевидно, что выбор способа пере­дачи тепла от пара к воде (через стенку или при непосредственном контакте) должен основываться на технико-эко­номических расчетах.

О струйных подогревателях нового поколения.

Новый всплеск предложений струйной техники пришелся на 90-е годы ХХ-го столетия и совпал с началом экономи­ческого подъема (в т.ч. и после де­фолта) в России. Это прежде всего фир­мы «КВАРК» с подогревателями ПВС, «ФИСОНИК» с одноименными подо­гревателями (в нескольких вариантах, различающихся условным диаметром), «ПРЕССМАШ» с подогревателями МПЭУ, «Группа ТСА-ТЕХНОЛОГИЯ» с пароводяными насосами-подогревателями ПНП [10-13].

Несмотря на различие названий, аббре­виатур, маркировок, принципиально они ничем друг от друга не отличаются, также как и от классических газо- или пароструйных устройств (газоэжекцион-ные или газожидкостные по нашей клас­сификации [9]).

Если опустить описание режимов те­чения (трансзвуковой и т.п.), нагромож­дение терминов, таких как «струйно-форсуночный» и т.п., то окажется, что мы имеем дело с самым обычным пря­моточным (струйным) смесительным устройством, степень теплопередачи в котором, как и в любом другом близка к единице, а отличие определяется толь­ко потерями тепла (через внешнюю по­верхность) в окружающую среду и ха­рактеризует прежде всего качество теп­лоизоляции. Другое часто упоминаемое достоинство струйных подогревате­лей — возможность создания более высокого давления воды на выходе из подогревателя, а не на входе. Это дей­ствительно так, но достигается отмечен­ный результат довольно дорогой ценой (о чем разработчики предпочитают не упоминать). Как мы уже говорили, КПД энергопередачи струйных устройств в 4-6 раз ниже, чем у насосов (обычно не превышает 16-20%) и в большин­стве случаев гораздо выгодней нагре­тую простым смесительным подогре­вателем воду перекачивать дальше обычным насосом. vВсе вышесказанное вовсе не означа­ет, что мы категорически против исполь­зования струйной техники. Она приме­нялась, применяется, будет и может при­меняться, но только там и в тех случаях, когда это экономически оправдано.

Еще один тип устройств-приемников струйной техники — интенсивные пря­моточные распылительные аппараты. Это аппараты серии «Радуга», разрабо­танные НПО «ПОЛИТЕХНИКА».

Как и в перечисленных выше струй­ных устройствах, эффективность пере­дачи тепла от пара к воде в них близка к единице, при этом их отличают ряд до­полнительных положительных характе­ристик. Они не шумят, давление в них атмосферное (если технология не пред­усматривает иное, например, вакуум или избыточное давление), единичная про­изводительность не имеет принципиаль­ных ограничений,также как и диапазон ее регулирования. Как и все аппараты указанной серии, они просты, надежны, удобны, долговечны. При этом «Радуге» присуще еще одно недоступное для струйной техники преимущество — подогрев воды (или утилизация пара) в них может сопровождаться ее глу­бокой деаэрацией (до любого заданно­го уровня).

Литература:

1. B.C. Галустов. Тепломассообменные процессы и аппараты с непосредственным контактом фаз в теплоэнергетике. Журнал «Энергия и менеджмент», №4/2003.

2. B.C. Галустов. Обезжелезивание артезианских вод. Журнал «Энергия и менеджмент», №5/2003.

3. B.C. Галустов. О декарбонизации воды. Журнал «Аква-Терм», №5/2004.

4. B.C. Галустов. К выбору термических деаэраторов. Журнал «Энергия и менеджмент», №2/2000.

5. B.C. Галустов. Термическая деаэрация воды. Журнал «Энергия и менеджмент», №1/2004.

6. B.C. Галустов. Оптимизация систем охлаж­дения. Журнал «Аква-Терм», №3/2004.

7. B.C. Галустов. Оборотное потребление охлаждающей воды. Журнал «Аква-Терм». №4/2004.

8. B.C. Галустов, Л.А. Розенберг. Утилизация тепла и конденсата паровых выбросов. Журнал «Энергия и менеджмент», №4/2004.

9. B.C. Галустов. Прямоточные распыли­тельные аппараты в теплоэнергетике. М., «Энергоатомиздат». 1989.

10. Т. Шавина. Уникальное оборудование для самого эффективного теплоснабжения. «Строительная газета» №36/1998; Информационные проспекты много­профильного предприятия «КВАРК»;

А. Сердечков. Технология «КВАРК» вне конкуренции. «Российская Федерация», №36/1998.

11. В.В. Фисенко. Аппараты «Фисоник» — энергосберегающая технология будущего. Журнал «Энергия и менеджмент», №1/1999; ФИСОНИК. Информационные проспекты Финансово-промышленной группы «Новые технологии».

12. Информационный проспект фирмы ПО «ПРЕССМАШ»; А.Ф. Недугов. Совершенствование тепло­обменников смешивающего типа с целью наилучшей их адаптации при утилизации пара. Журнал «Энергия и менеджмент», №4/2004.

13. Пароводяной насос-подогреватель типа ПНП. Информационный проспект фирмы ООО «Группа ТСА-ТЕХНОЛОГИЯ».

14. Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. Струйные аппараты. М., «Энергия». 1970.

15. Д.Г. Пажи, B.C. Галустов. Распылители жидкостей. М., «Химия», 1979.

16. Д.Г. Пажи. B.C. Галустов. Основы техники распыливания жидкостей. М. «Химия», 1984.



 
© 1990—2013 ООО НПО «Политехника». Градирни эжекционные, деаэраторы, декарбонизаторы, установки обезжелезивания воды, подогреватели пароводяные, скрубберы, теплоутилизаторы. Металлообработка.
Использование материалов только с письменного разрешения.