Инновационный подход к применению теплообменного оборудования на ТЭС

На тепловых электростанциях для решения задач по передаче тепла традиционно применяются самые различные трубчатые теплообменники. При их эксплуатации возникает ряд проблем, а используемые на ТЭС технологические схемы иногда имеют изначальные недостатки, обусловленные техническими параметрами трубчатых теплообменников.

В узлах подпитки тепловой сети зачастую не предусмотрено охлаждение воды с деаэратора до требуемых 70°С.

Сырая вода и вода перед деаэратором подогреваются паром, что является причиной гидроударов в трубчатых теплообменниках. Это приводит к нарушению развальцовки трубок или к их порыву. Возникает необходимость в срочном переключении на резервные теплообменники и проведении ремонтных работ в авральном режиме с внеплановым привлечением ремонтников.

Кроме того, при подогреве паром возникает необходимость в поддержании уровня конденсата. А в подогревателях сырой воды использование высокопотенциального теплоносителя (пара) приводит к сложности поддержания необходимой температуры сырой воды (25—30°С). Ее превышение негативно сказывается на сроке службы ионообменной смолы.

Применение современных пластинчатых теплообменников «Ридан», обладающих высоким коэффициентом теплопередачи, позволяет отказаться от использования пара в узле подпитки тепловой сети. Сырую воду легко подогреть до 30°С обраткой тепловой сети (с температурой 40°С), а подогрев воды перед деаэратором совмещают с охлаждением воды из деаэратора.

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Использование водо-водяных трубчатых теплообменников в узлах подпитки тепловой сети весьма проблематично. Они имеют низкие коэффициенты теплопередачи, поэтому требуются значительные поверхности теплообмена. При этом скорость нагреваемой среды мала и это служит причиной быстрого засорения (зарастания) трубок и наступает момент, когда их просто невозможно очистить. К тому же на наружной поверхности трубок может происходить накипеобразование. Эти отложения невозможно удалить механическим способом и необходимо применять химическую промывку.

В пластинчатых теплообменниках «Ридан», обеспечен стопроцентной доступ к поверхности пластин, что позволяет легко и быстро (в течение 4—6 часов) проводить их очистку. После очистки мощность теплообменников восстанавливается полностью.

Высокие скорости на пластинах обуславливают явление естественного уноса загрязнений (самоочистки теплообменника). При наличии сетчатого фильтра (сетки в грязевике) необходимость в очистке теплообменника возникает не чаще одного раза в 2—3 года.

УЖЕ СЕГОДНЯ МНОГИЕ ТЭС ПРОЯВИЛИ ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД И ПРИМЕНИЛИ ПЛАСТИНЧАТЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ «РИДАН».

График зависимости тепловой эффективности теплообменного аппарата от срока эксплуатации

Скачки вверх обусловлены очисткой поверхности пластин для ПТО и заменой трубной группы для КТТО.

Так, замена на «Новокуйбышевской ТЭЦ-1» двух охладителей деаэрированной воды ОГ-130 на пластинчатые теплообменники «Ридан» марки НН-43 позволила уменьшить площадь под теплообменники в 6 раз — с 27 м2 до 4,5 м2 и вес аппаратов в 5 раз (с 11,4 т до 2,3 т). При этом стоимость новых пластинчатых аппаратов выполненных из нержавеющей стали, оказалась сопоставима со стоимостью трубчатых теплообменников, выполненных из латуни.

Руководство станции рассчитывает, что при помощи пластинчатых теплообменников «Ридан» устранит проблемы, которые возникали при эксплуатации кожухотрубных теплообменников в конце отопительного сезона: потеря мощности теплообменников на 40% и недоохлаждение воды (температура охлажденной воды нередко вместо положенных 70°С была 80—90°С).

На «Березовской ГРЭС» подогрев сырой воды осуществлялся в 8 секциях трубчатых теплообменников марки 15 ОСТ 34-588-68 с помощью сетевой воды из подающего трубопровода. Зарастание трубок было настолько быстрым, а их очистка затруднительной, что трубные системы приходилось менять каждые 2 года.

Установка двух пластинчатых теплообменников «Ридан» марки НН-65 суммарной производительностью 600 т/ч позволила производить нагрев сырой воды сетевой водой из обратного трубопровода, тем самым удалось снизить температуру обратной сетевой воды на 5°С. Как следствие: повысилась эффективность теплообменных процессов в газо-водяных сетевых подогревателях, температура уходящих газов снизилась на 1,5°С. По оценочным расчетам годовая экономия от использования пластинчатых теплообменников «Ридан» должна составить не менее 3 млн. рублей в год.

1020 трубок, трудных для очистки (КТТО) — 500 пластин и легкий доступ ко всей поверхности нагрева (ПТО).

На «Западно-Сибирской ТЭЦ» были установлены два пластинчатых теплообменника «Ридан» марки НН-43 суммарной пропускной способностью 1200 т/ч. Оборудование высотой 2 метра было смонтировано на площади занимаемой ранее вертикальными трубчатыми теплообменниками высотой 8 метров. Это позволило существенно упростить схему обвязки и производить обслуживание аппаратов без отсоединения и демонтажа подводящих трубопроводов на месте без использования ГПМ.

Когда в процессе эксплуатации на «Западно-Сибирской ТЭЦ» возникла необходимость провести очистку теплообменников, двое специалистов сервисной службы компании «Ридан» оперативно прибыли на место, в течение 1 рабочего дня провели очистку обоих аппаратов и запустили их в работу. Сотрудники станции смогли лично убедиться в простоте обслуживания пластинчатых теплообменников «Ридан».

Определенные трудности существуют в работе трубчатых теплообменников, которые отвечают за надежность работы основного оборудования. В маслоохладителях турбин нарушение герметичности трубок устраняют с помощью их глушения, что приводит к снижению мощности и недостаточному охлаждению масла. Наиболее остро это проявляется в летний период, когда температура охлаждающей воды достигает наибольшего значения. Для обеспечения нормальной температуры охлаждаемого масла нередко приходится прибегать к помощи резервных маслоохладителей.

Пластинчатые маслоохладители «Ридан» повышают надежность системы (срок службы пластин из нержавеющей стали — 30 лет), позволяют обеспечить стабильную температуру охлаждаемого масла при самых сложных условиях эксплуатации.

На ТЭЦ-22 «Мосэнерго» были заменены 2 трубчатых маслоохладителя марки М-240 турбины Т250/300—240 на 2 пластинчатых маслоохладителя марки «Ридан» НН-41. Проводившие монтаж и испытания сотрудники «Мосэнергоналадки» установили, что пластинчатые маслоохладители «Ридан» выполняют задачу охлаждения масла даже при нагрузке 163% по маслу (при температуре охлаждающей воды 26,7°С).

На ТЭЦ-25 «Мосэнерго» в летний период в системе смазки подшипников турбины Т250/300—240 существовала проблема недоохлаждения масла. Ее решали с помощью запуска резервного трубчатого маслоохладителя. Руководством станции было принято решение о закупке пластинчатых маслоохладителей «Ридан».

На средства, заложенные на замену трубчатого маслоохладителя М-240, был приобретен пластинчатый маслоохладитель НН-62 с лучшими характеристиками, чем М-240, а также два пластинчатых маслоохладителя НН-20 на охлаждение турбинного масла вала генератора турбины Т250/300—240.

При всех видимых преимуществах пластинчатых теплообменников очень важно их правильно подобрать:

• Учесть влияние сезонности изменения нагрузок: поддержанием необходимых скоростей движения сред, обеспечить наилучшую самоочистку теплообменника.
• Определить нужный коэффициент теплопередачи и соответственно площадь теплообмена, что позволит увеличить период между чистками.
• Обеспечить оптимальные скорости движения сред в портах и на пластинах, тем самым обеспечив длительный срок службы аппарата.

Использование пластинчатых теплообменников «Ридан» позволяет:

• Увеличить период работы теплообменников между чистками.
• Проводить 100% чистку аппаратов с полным восстановлением мощности и снизить эксплуатационные затраты.
• Утилизировать низкопотенциальное тепло и повысить эффективность работы станции.
• Повысить надежность всей системы, в которой они эксплуатируются.