Ваша любимая женщина попросила купить гречки, а вы вместо гречки купили макароны, да не простые, а лапшу быстрого приготовления. Формально вы поступили верно: купили еду, она дешевле и готовится проще, в комплекте есть даже ароматные специи, да и магазин с лапшой ближе – можно успеть на матч по телевизору… Однако не ошибусь, что, если вы так сделаете хотя бы три раза, то станете изгоем. Если это ваша цель, не имею ничего против, но для этого есть более простые пути. На промышленном предприятии главной энергией является пар. Это самый доступный энергоноситель, нужно только умело с ним обращаться. К сожалению, этот энергоноситель почему-то дорожает с каждым годом, несмотря на все усилия нефтяных компаний, продающих предприятиям топливо для паровых котельных. Мы искренне верим, что они стараются удержать цены, которые растут сами по себе. Пар, купленный за реальные деньги, преодолевает путь от котельной до потребителя. Двигается по паропроводам и затем приходит в теплообменные аппараты на производстве, где он и отдает полезное тепло, хотя бы процентов на 80. Иногда это долгий путь, иногда нет. Но в любом случае пока пар дойдет до потребителя, часть пара, то есть ваших денег, не сработает и может исчезнуть навсегда.
На потребителе потери могут быть значительно выше. Вместе с паром исчезнут и деньги собственника предприятия, которыми он расплатился за питательную воду, за топливо паровой котельной, оплатил зарплату работникам. Потери обеспечивает пролетный пар. На паропроводах он стравливается в атмосферу при беспечных попытках выполнить дренаж паропровода подручными средствами. Или от неработающих дренажных конденсатоотводчиков. Если конденсатоотводчик при поломке открыт, он теряет пар = теряет деньги. Если закрыт, перед ним накапливается конденсат и в паропроводе происходят гидроудары. Это тоже потери, но уже даже непрогнозируемые, так как последствия гидроударов непредсказуемы. На потребителях пролетный пар присутствует на неработающих либо отсутствующих конденсатоотводчиках. Если конденсатоотводчик неверно установлен, это также вызывает потери пара. Если конденсатоотводчик подобран неверно, то вы будете терять деньги постоянно и много.
Полагаю, что предприятие это должно категорически не устраивать. Поэтому формальное приобретение конденсатоотводчиков, что происходит весьма часто, не несет никакого смысла, если в дело не вовлечены специалисты как со стороны предприятия, так и со стороны поставщика конденсатоотводчиков. Распространенной практикой является, что по техническим условиям подбирается один конденсатоотводчик, а устанавливается другой (фото 1).
Товарами, произведенными при помощи пара, мы пользуемся каждый день. И в цене этих товаров лежит цена пара. В конечном счете платим за него мы с вами.
Все паропроводы необходимо дренировать при помощи конденсатоотводчиков. Кто этого не делает, тот совершает ошибку. Отвод конденсата от потребителей (теплообменных аппаратов) производится также конденсатоотводчиками. Принято считать, что самые лучшие конденсатоотводчики необходимо устанавливать на самые ответственные участки производства. И действительно, именно технологическое оборудование приносит деньги – на нем производится конечный продукт. «Как же можно здесь экономить?» – скажет начальник производства на совещании, и все присутствующие уверенно закивают головой. В общем понимании это автоматически означает, что на малоответственные участки производства, такие как паропроводы, отопление, ГВС, вентиляция и пр., можно поставить конденсатоотводчики попроще либо не ставить вовсе. «И так пойдет», – сказал бобер безалаберному зайцу в известном советском мультфильме. Но разве пар дешевле, когда он еще не дошел до цеха и только двигается по паропроводу? Или, может быть, пар дешевле, если он греет воздух для системы вентиляции, а не подогревает продукт? Тогда, быть может, стоимость газа, который потребляет паровая котельная, зависит от того, где пар используется, в каком именно участке производства? Или пусть в паропроводе лучше будут гидроудары и паропровод улетит с эстакады, чем гидроудар разобьет дорогостоящий итальянский экструдер на производстве? Понимаю, экструдер выбирали очень внимательно, ждали полгода, а паропровод быстро недорого смонтировала местная бригада слесарей. Нет. Это не так. Никакие потери пара, нигде не могут быть оправданы ничем, кроме разгильдяйства и непрофессионализма. Поверьте, автору приходится часто слышать доводы, почему же пар нет смысла экономить. О, причин действительно много…
Вот некоторые из них:
• «У нас нет счетчика на пар – как мы докажем начальству, что у нас потери?». Нет расходомера – нет проблем, удобная позиция.
• «На самом деле, у нас потери совсем небольшие, наш обходчик регулярно ходит вдоль паропроводов и закрывает дренажные краны, когда видит, что из них выходит пар, а не конденсат». Человек-конденсатоотводчик – неплохо для XXI века. Но он ведь работает не бесплатно, не правда ли? И как он умеет считать потери пара? На глаз? Он что, еще и человек-расходомер?
• «Конденсатоотводчики дорогие». Как правило, так говорят те, кто не понимает, сколько конденсатоотводчики экономят денег в сравнении с его – конденсатоотводчика – стоимостью.
• «У нас нет конденсатопровода, а тянуть новый дорого. Не будем же мы лить конденсат прямо на землю». Разумеется, ничего не делать легче всего.
Между тем, дренаж паропровода выполнить довольно просто. Это ваш первый шаг к решению проблемы в техническом отношении. Важно соблюсти ряд правил:
• Определить места, где конденсат может накапливаться.
• Предусмотреть дренажный карман (рис. 1, 2).
• Выбрать нужный тип конденсатоотводчика и подобрать конкретную модель.
• Установить конденсатоотводчик согласно инструкции по монтажу и эксплуатации.
Если отнестись к указанным правилам невнимательно или придумать собственные правила выбора, не слушая тех, кто профессионально занимается пароконденсатными системами, то последствия могут быть такими, как на рис. 3. Собственные правила могут быть действительно удобными и самыми разнообразными, как и в случае с лапшой быстрого приготовления:
• Можно не предусматривать карман – «конденсат все равно стечет в конденсатоотводчик, куда же ему деваться». Нет, не только не стечет, но поднимется вверх из конденсатоотводчика за счет «эффекта флейты», если врезку в паропровод выполнить трубой малого диаметра.
• Выбрать конденсатоотводчик по признаку низкой цены или близости склада – шанс получить работающий конденсатоотводчик становится минимальным.
• Инструкции нет или она есть, но зачем ее читать, «я 40 лет в энергетике» – и за 40 лет не прочел ни одной инструкции на конденсатоотводчик?
С обвязкой потребителей пара, то есть многочисленных теплообменников, все обстоит сложнее по нескольким причинам. Одна из них – множество различных типов и конструкций теплообменников для технологических процессов производства, а также разнообразие технических условий (давление, температура, расходы и динамика их изменений). Разумеется, не существует универсального конденсатоотводчика, одинаково подходящего для всех процессов и всех условий ни по типу, ни по конструкции, ни по материальному исполнению. Разнообразие конденсатоотводчиков также велико (рис. 4, 5). Некоторые производители имеют в своем модельном ряду конденсатоотводчики, предназначенные для конкретного технологического процесса. Однако рекомендуем также действовать по проверенной системе: обращаться за выбором к профессионалам.
Проблема эффективной работы технологических нагревателей не только в правильном подборе конденсатоотводчика. Имеет значение буквально все – от выбранного схемного решения до геометрического расположения элементов обвязки. Для иллюстрации приведем пример из жизни небольшого химического производства в Санкт-Петербурге. Основным элементом производства является многосекционный паровой нагреватель. От его работы зависит все производство.
На протяжении многих лет нагреватель был обвязан так, как на рис. 6. Нетрудно догадаться, что производственников в цехе такая ситуация очень устраивала, так как нагрев был великолепен. Нагреватель потреблял 1500 кг/ч пара, продукт грелся, но какой ценой…
Ошибка № 1. Отсутствие конденсатоотводчиков. Когда новый собственник понял, что он теряет пар, у него на глазах стали седеть волосы. Он предположил, что потери составляют около 15…30 %. Этого понимания оказалось достаточно, чтобы было принято решение установить конденсатоотводчик для исключения потерь пара. Схема преобразилась (рис. 7). Однако… нагреватель стал плохо греть продукт, что приводило к большому количеству брака, так как ошибочно был выбран тип конденсатоотводчика.
Ошибка № 2. Неверный тип конденсатоотводчика. Вместо требуемых для данного процесса и типа нагревателя термодинамических конденсатоотводчиков были поставлены конденсатоотводчики с перевернутым стаканом. Замена на нужный тип принесла успех – и расход пара на нагреватель снизился и составил 700 кг/ч. Но тем не менее периодически происходили проблемы с обводнением секций нагревателей, и стала очевидна другая ошибка.
Ошибка № 3. Групповой дренаж или «короткое замыкание». Не следует замыкать несколько секций нагревателей, пусть даже с виду абсолютно одинаковых, на один общий конденсатоотводчик. Потери давления на секциях могут и будут отличаться, и отвод конденсата таким образом будет неравномерным. Это неизбежно будет приводить к обводнению заблокированных секций и к замедлению процесса нагрева. Было принято решение установить по собственному конденсатоотводчику на каждую секцию (рис. 8). Ситуация с работой нагревателя значительно улучшилась – обводнения исчезли. Однако появилась другая проблема, которой не было ранее. Регулярный ремонт и обслуживание множества конденсатоотводчиков. Ситуацию усугубила страсть отдела закупок закупать все самое дешевое, и конденсатоотводчики просто часто ломались из-за того, что их покупали хаотично, где попало.
Ошибка № 4. Неверный выбор технического решения. Выяснилось, что для многосекционных нагревателей есть лучшее решение, чем установка конденсатоотводчиков. Установка системы циркуляции пара (рис. 9) позволяет работать всего лишь на одном конденсатоотводчике и эффективно удалять конденсат из группы потребителей, без риска короткого замыкания. Кроме сокращения количества конденсатоотводчиков, данная система позволяет сократить расход пара либо, оставив нагрузку на том же уровне, интенсифицировать нагрев. За счет циркуляции пара нагрев каждой секции стал полностью равномерным. В итоге на сегодняшний день нагреватель потребляет 350 кг/ч пара. А несколько лет назад – 1500 кг/ч, притом что количество нагреваемого продукта не снижалось. Нагревательный процесс идеален, брака больше нет, и его даже уже не учитывают как возможный фактор. И этот успех стал возможен только лишь благодаря манипуляциям с конденсатоотводчиками и выбору правильного технического решения по отводу конденсата. Пусть это был долгий путь, но сейчас расход пара приведен в полное соответствие с потребностью, а расходы на ремонт сведены к минимуму.
Разумеется, не все истории сочетают такой драматизм и успех. Где-то и по сей день считают, что конденсатоотводчик – это прибор, который никогда и нигде не работает хорошо. Где-то наоборот переоценивают его эффективность, игнорируя эффективные схемные решения. Есть предприятия, где с самого начала все делают правильно. Конечно, путь выхода на максимальную эффективность можно сократить, создав для себя план и систему последовательных действий на пути достижения максимальных показателей как по расходу пара, так и по расходам на обслуживание и эксплуатацию. Если есть четкие рекомендации от производителей конденсатоотводчиков, от инженеров-разработчиков системных решений, от специалистов по ремонту и обслуживанию, то пользователь имеет максимально полную возможность принять во внимание все факторы и выбрать наиболее подходящее решение, которое устроит всех. Это не только возможно, но и жизненно необходимо, чтобы деньги не дренировать, а экономить.
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 5 (61) 2020
