ИТП на базе конденсатного теплообменника - справочная 3D-модель

Ибрагимов Е.Т. 12 мая 2023

Интерактивный инструмент в виде 3D-модели ИТП на базе конденсатного теплообменника позволяет получить информацию по каждой единице оборудования и трубопроводов ИТП.

ИТП КТО – это индивидуальный тепловой пункт на базе конденсатного теплообменника.

Целью ИТП КТО является передача избыточного тепла возвратного производственного конденсата в систему отопления предприятия. Далее конденсат направляется в атмосферный деаэратор.

Мы целенаправленно оставили за границами 3D-модели данной подсистемы узлы, отвечающие за универсальные функции (регулирование температурный и гидравлических режимов, учет, управление и т.п.). В настоящей модели Вы найдете только конденсатный кожухотрубчатый (он же кожухотрубный) теплообменник и его обвязку. Подчеркнем, это 3D-модель из реального проекта паровой котельной промышленного предприятия.

Справочная 3D-модель обеспечивает не только наглядное представление технологического комплекса, но и текстовые пояснение по особенностям отдельных элементов.

Параметры ИТП КТО

Тепловая мощность теплообменника: 499 кВт.

Греющая среда – конденсат (паровоздушная смесь под избыточным давлением):

ПараметрВходВыход
расход, кг/ч5 8005 800
температура, °С17098
давление, бар изб.7,06,75

Нагреваемая среда – вода системы теплоснабжения:

ПараметрВходВыход
расход, кг/ч18 50018 500
температура, °С7093
давление, бар изб.2,11,75

Структура индивидуального теплового пункта на базе КТО

ИТП на базе конденсатного теплообменника – это совокупность отдельных элементов, к которым имеются поясняющие аннотации, в каждой из которых приведена следующая информация:

  • Название элемента.
  • Назначение элемента.
Конденсатный кожухотрубчатый теплообменник (КТО)
1. Конденсатный кожухотрубчатый теплообменник (КТО)
Назначение

КТО или подогреватель водо-водяной предназначен для передачи теплоты от конденсата сетевой воде.

Основное назначение – понижение температуры конденсата ниже 100°С перед его подачей в атмосферный деаэратор. Если конденсат не охладить, то теплота будет сброшена в атмосферу через выпар деаэратора.

Длина теплообменника в данном случае составляет 3335 мм. Масса – 299 кг. Исполнение 4-ходовое (то есть змеевик греющей среды делает четыре хода внутри корпуса КТО).

Материал теплообменных труб – нержавеющая сталь толщиной 16мм для увеличения ресурса аппарата. С одной из сторон КТО предусмотрено фланцевое соединение для выемки пучка. Зона выемки пучка (свободное место с этой стороны теплообменника) должна быть не менее 3300 м.

Греющая линия напорного конденсата - вход
2. Греющая линия напорного конденсата - вход
Назначение

Греющая среда – конденсат с температурой 170 градусов. Присоединение к КТО – фланцевое. На линии ввода размещены показывающие давление и температуру приводы, механический фильтр и запорный клапан.

Линия покрыта теплоизоляцией для защиты персонала от ожогов и сохранения теплоты.

Греющая линия напорного конденсата - выход
3. Греющая линия напорного конденсата - выход
Назначение

Совершив 4 хода внутри теплообменника, конденсат выходит охлажденным до 98 градусов. Потери давления 0,25 бар.

На отходящей линии конденсата расположены дренаж, запорный клапан, показывающие приборы.

Сразу после выхода из теплообменника на трубопроводе имеется линия опорожнения – для слива воды с участка между теплообменником и запорной арматурой. Опорные конструкции не позволяют врезаться непосредственно перед теплообменником. Остаток воды отводится через соответствующую трубку на самом КТО.

Нагреваемый контур системы теплоснабжения - вход
4. Нагреваемый контур системы теплоснабжения - вход
Назначение

Тепло конденсата передается подготовленной воде системы теплоснабжения. Температура воды на входе – 70 градусов.

На линии расположены показывающие приборы, запорная арматура и механический (грязевой) фильтр. Нагреваемая среда делает в теплообменнике только один ход, поэтому фланцы входа и выхода разнесены, а диаметры вводных фланцев нагреваемого контура (Ду80) значительно больше, чем у греющего контура (Ду50).

Нагреваемый контур системы теплоснабжения - выход
5. Нагреваемый контур системы теплоснабжения - выход
Назначение

На отходящей линии нагреваемого контура предусмотрен дренаж участка (между КТО и клапаном), запорная арматура и показывающие приборы.

Линии опорожнения участков
6. Линии опорожнения участков
Назначение

Линии опорожнения предназначены для дренажа жидкости из участков трубопроводов между теплообменником и запорной арматурой.

Линии оборудованы своими фланцевыми запорными клапанами с сильфонными уплотнениями, обратным седлом, корпусом из чугуна (Tmax = 300°С). Выход из дренажных линий выполнен в подпольный лоток с перфорированной крышкой через воронку с видимым разрывом струи.

Дренаж теплообменника
7. Дренаж теплообменника
Назначение

Линия дренажа теплообменника предназначена для опорожнения теплообменника при обслуживании. Оборудована запорной арматурой. При выполнении операции опорожнения к линии присоединяется рукав-удлинитель.

Показывающие приборы – манометры (избыточное давление) на сетевой воде
8. Показывающие приборы – манометры (избыточное давление) на сетевой воде
Назначение

Манометры на линиях подогреваемой среды предназначены для показа давления жидкости.

Присоединение манометров к трубе выполняется через латунный игольчатый вентиль.

Показания приборов (вход / выход) – 0,21 / 0,18 МПа. Параметры манометра должны соответствовать разделу 10.4 СП 89.13330.2016 «Котельные установки».

Показывающие приборы – манометры (избыточное давление) на конденсате
9. Показывающие приборы – манометры (избыточное давление) на конденсате
Назначение

Манометры на линиях подогреваемой среды предназначены для показа давления жидкости.

Присоединение манометров к трубе выполняется через латунный игольчатый вентиль и демпферную трубку.

Назначение демпферной (сифонной) U-образной трубки – защита манометра от рисков пароводяной смеси, которой является конденсат:

  • понижение температуры измеряемой среды, подаваемой к манометру;
  • демпфер пульсации гидроударов.

Показания приборов (вход / выход) – 0,7 / 0,68 МПа.

Параметры манометра должны соответствовать п.267-271 Приказа РТН от 15.12.2020 №536 (кратко – ПБ сосудов под давлением) и разделу 10.4 СП 89.13330.2016 «Котельные установки».

Показывающие приборы – термометры (температура) на сетевой воде
10. Показывающие приборы – термометры (температура) на сетевой воде
Назначение

Биметаллические термометры показывают температуру нагреваемого контура.

Показания приборов (вход / выход) – 70 / 93°С.

Параметры термометра должны соответствовать разделу 10.5 СП 89.13330.2016 «Котельные установки». Требования менее строгие, чем к манометрам. В частности, нет обязательства по расположению рабочего значения во второй трети шкалы прибора.

Показывающие приборы – термометры (температура) на конденсате
11. Показывающие приборы – термометры (температура) на конденсате
Назначение

Биметаллические термометры показывают температуру греющего контура. Отличий от термометров на сетевой воде нет.

Чувствительный элемент защищен термогильзой.

Показания приборов (вход / выход) – 170 / 98°С.

Параметры термометра должны соответствовать разделу 10.5 СП 89.13330.2016 «Котельные установки». Требования менее строгие, чем к манометрам. В частности, нет обязательства по расположению рабочего значения во второй трети шкалы прибора.

Запорные клапаны
12. Запорные клапаны
Назначение

Запорная арматура:

  • с сильфонным уплотнением – обеспечивает дополнительную герметичность по штоку;
  • с обратным седлом – позволяет обслужить дублирующий сальник при неисправности сильфона, без снятия давления с труб;
  • из серого чугуна (Tmax = 300°С);
  • с фланцевым присоединением.
Механические (сетчатые) фильтры
13. Механические (сетчатые) фильтры
Назначение

Сетчатые (грязевые) фильтры из серого чугуна (Tmax = 300°С) очищают воду, чем защищают теплообменник от грязи, ржавчины и иных твердых частиц (по размеру ячеек сетки).

Устанавливаются в соответствии с инструкцией изготовителя (самый верный способ – карманом вниз по ходу движения жидкости).

Воздухоотводчик
14. Воздухоотводчик
Назначение

Воздухоотводчик предназначен для вентиляции верхней части теплообменника перед запуском (после обслуживания). Наличие воздуха снижает эффективность теплообменника, а также его ресурс.

Тип воздухоотводчика – со свободноплавающим поплавком, без рычажного механизма – обеспечивает длительный срок службы за счет отсутствия трущихся частей.

Воздухоотводчик оснащен шаровым краном для ручного контроля процесса.

Авторы статьи:
Ибрагимов Евгений Тальхатович, руководитель отдела 3D-моделирования «ВВП Инжиниринг»
Гилепп Павел Александрович, Технический директор ООО «Паровые системы»
Поляков Виталий Викторович, генеральный директор «ВВП Инжиниринг»