Издательский Центр Аква-Терм

Модульные установки для редуцирования и охлаждения пара

Опубликовано: 27 апреля 2011 г.

1373

А. Евсеев

Водяной пар, открывший человечеству индустриальную эру, и в наше время широко применяется как в технологических процессах, так и в качестве теплоносителя. Однако, как правило, значения давления и температуры пара, вырабатываемого паровым котлом и поступающего по паропроводу, отличаются от требуемых потребителю.

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Редукционные (РУ), редукционно-охладительные (РОУ) и охладительные (ОУ) установки находят сегодня широкое применение в различных отраслях промышленности. Около 70 % такого оборудования, предлагаемого на российском рынке, собирается из комплектующих отечественного производства, оставшиеся 30 % приходится на импорт.
Наряду с традиционным оборудованием, выпускаемым рядом российских заводов, сегодня на рынке предлагаются современные модульные (блочно-модульные) установки на основе арматуры ведущих производителей.
Модульная конструкция облегчает монтаж пароконденсатных систем на предприятии, поскольку основные операции (сборка самого модуля) осуществляются на предприятии-изготовителе. При реконструкции систем демонтаж модульных установок также выполняется в минимальные сроки.
В случае недостатка свободной площади может быть изготовлен модуль индивидуальной конфигурации, учитывающей существующие коммуникации.
Такое оборудование может изготавливаться одновременно со строительством цеха, где оно будет впоследствии установлено.
Еще одно преимущество – удобство при единоразовой поставке и монтаже в удаленных населенных пунктах.
Сегодня в России устойчивым спросом пользуются установки на основе арматуры фирм Samson, Spirax Sarco и других ведущих европейских производителей. Например, компанией «Магистраль» на основе запорно-регулирующей арматуры германского концерна ARI-Armaturen изготавливаются модульные РУ, РОУ и ОУ марки Steam Expert.
Предназначение любой редукционной установки – снижение и поддержание необходимого давления на выходе из установки вне зависимости от изменения расхода или давления на входе. К примеру, применение РУ позволяет транспортировать перегретый пар высокого давления, что снижает стоимость транспортировки пара, а на потребителе с помощью РУ снижать давление до необходимых параметров. Также часто решается задача обеспечения паром от одного источника нескольких потребителей с разными параметрами потребляемого пара.
Основной элемент РУ – редукционный клапан прямого действия или регулирующий клапан с пневматическим или электрическим приводом. Выбор типа клапана осуществляется на основании исходных данных по пару на входе в установку и требований к параметрам пара на выходе. Например, важный фактор при выборе типа клапана – постоянство расхода пара на входе в установку.
Редукционный клапан прямого действия является пропорциональным регулятором, стабильно поддерживающим давление при снижении нагрузки до 70 % от расхода, на котором производилась настройка давления. При больших снижениях нагрузки устанавливается регулирующий клапан с приводом, позволяющий поддерживать давление при падении расхода до 40 % от номинального. Кроме регулирующего клапана, установка, как правило, включает в себя узел фильтрации и осушения пара на входе, предохранительный клапан и узел отвода конденсата на входе.
На рис. 1 показана модель РУ Steam Expert с регулятором прямого действия. Установка включает в себя узел фильтрации и осушения пара на входе (1), защиту от превышения давления пара (2), узел отвода конденсата на выходе (3), контрольно-измерительные приборы (4). РУ сконструирована на основе регулятора давления прямого действия (5), и для ее работы не требуется подвода внешнего электрического или пневматического питания. Модуль изготавливается на собственной раме для напольного или настенного монтажа.
Рис.1
Если после редуцирования пара необходимо снизить его температуру, применяются редукционно-охладительные установки (РОУ). Они предназначены для снижения давления и температуры пара, поступающего от внешнего источника, (котельная с пароперегревателем, ТЭЦ и т.д.) и поддержания их на выходе на заданном уровне вне зависимости от колебаний параметров пара на входе. РОУ используются, в частности, для растопки котлов, резервирования производственных отборов турбин в энергоблоках среднего и низкого давления, отпуска пара в промышленные отборы, на собственные нужды электростанций.
Редуцирование пара в установке производится с помощью регулирующего клапана с пневматическим или электрическим приводом. Для понижения температуры пара после стадии редуцирования устанавливается узел охлаждения пара. При этом в поток предварительно редуцированного пара в охладителе впрыскивается охлаждающая вода или пароводяная смесь, которая, испаряясь за счет отбираемого от пара тепла, охлаждает его до заданной температуры. 
На рис.2 представлена редукционно-охладительная установка Steam Expert. Охлаждающая вода впрыскивается с помощью распылительной форсунки. (В иных случаях вода или пароводяная смесь может вводиться в поток с помощью трубозамещающих вставок с трубой Вентури.)
Рис.2
Монтаж распыляющей форсунки на трубопроводе осуществляется через специальный штуцер с фланцевым соединением. Количество форсунок может варьироваться в зависимости от исходных и требуемых данных по пару. Направление ввода охлаждающей воды – по потоку или против потока – определяется на стадии проектирования установки, исходя из параметров пара, возможного размещения установки и других факторов. Для предупреждения тепловых напряжений стенок паропровода предусматривается защитная рубашка после узла ввода воды или пароводяной смеси, установленная внутри трубопровода. Узел охлаждения может снабжаться одной или несколькими дроссельными решетками, осуществляющими окончательное редуцирование пара после редукционного клапана. Одновременно эти решетки выполняют роль шумоглушителей, снижая уровень шума при расширении пара в охладителе.
Охлаждение с помощью форсунок применяется при высоких скоростях охлаждаемого пара, обеспечивающих эффективное смешение и испарение подаваемой в трубопровод воды. При падении расходов перегретого пара до 40 % от номинального, эффективность охлаждения резко снижается и является критичной.
Для охлаждения пара с невысокими скоростями эффективна подача пароводяной смеси в поток охлаждаемого пара. Конструкционные особенности таких охладителей позволяют механически привести в капельное состояние подаваемую воду и далее подогреть ее перед впрыском в паропровод. Для предварительного нагрева воды в охладитель подводится пар из магистральной трубы или независимого источника перегретого пара. При этом достигается быстрое испарение воды при низких скоростях пара в трубопроводе.
Высокий научный и технический потенциал нашей страны в теплоэнергетической отрасли позволяет российским производителям предлагать широкий выбор охладителей различных конструкций, отвечающих современным требованиям. Показателями качества работы охладителей являются отклонение температуры охлажденного пара относительно температуры насыщения, максимальная и минимальная скорость пара, длина участка паропровода после охлаждаемого устройства, необходимого для формирования зоны насыщения. Обычно установки также включают в себя узлы фильтрации пара на входе, предохранительные клапаны и узлы отвода конденсата на входе и выходе.
Охладительные установки предназначены для снижения температуры пара и являются составной частью РОУ. Также ОУ используются как самостоятельные установки – без редуцирования пара. Как и РОУ, охладительные установки снабжаются узлом фильтрации на входе, предохранительным клапаном и узлом отвода конденсата. Конструкция ОУ показана на рис.3.
Рис.3
Модернизация теплоэнергетической отрасли России и обновление производственных мощностей обуславливают растущий спрос на оборудование, используемое в пароконденсатных системах. Внедрение современных стандартов и норм диктует высокие требования как к качеству и надежности оборудования, арматуры, так и к качеству услуг по монтажу и обслуживанию. Это создает благоприятные условия для развития рынка модульных установок в России.
Журнал "Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ" №1/2011



Поделиться:

вернуться назад