П. А. Гилепп, технический директор
ООО «Паровые системы» (info@steamsys.ru)
Специалистам-теплоэнергетикам и пользователям пароконденсатных систем, повседневно имеющим дело с конденсатоотводчиками на промышленных предприятиях, хорошо известно, что среди большого разнообразия конденсатоотводчиков термодинамические являются не самыми лучшими по совокупности технических характеристик. Все знают, что этот конденсатоотводчик не выделяется большими энергосберегающими свойствами по сравнению с термостатическим типом, не так надежен, как механический тип, не так универсален в части применения. Тем не менее, при рассмотрении задач отвода конденсата обычно первое, что приходит на ум – это именно термодинамический конденсатоотводчик как самая знакомая и узнаваемая конструкция, встречающаяся повсеместно. Почему же так популярна знакомая всем «лягушка»? Ответ в общем-то простой, как и сама конструкция. Это недорогое, легкое, простое в конструкции и в производстве устройство, выпускаемое, пожалуй, чуть ли не всеми производителями конденсатоотводчиков. Промышленность нашей страны не до конца оправилась от драматических для нее событий 90-х годов, уровень технического оснащения и возможности предприятий не всегда позволяют обеспечивать технологические процессы современными и дорогостоящими конденсатоотводчиками. Зачастую предприятия приобретают самое доступное и недорогое, порой в ущерб многом качествам, которые должны иметь конденсатоотводчики по умолчанию. Работает принцип: пусть хоть какой-то конденсатоотводчик, чем никакой.
Основные требования
Однако вернемся к техническим характеристикам и вспомним, какие требования к конденсатоотводчикам являются самыми важными и за которые борются серьезные производители, выделяя свою продукцию. Отметим следующие: надежность, срок службы, энергосберегающие свойства, ремонтопригодность. Рассмотрим каждый из них подробнее применительно к герою нашего повествования – термодинамическому конденсатоотводчику.
Всем известно, что термодинамический КО – лидер по самому низкому сроку службы. Чем выше перепад давления, тем короче жизнь «горшка». Некоторые производители публикуют цифры статистики, указывающие средний срок службы ТД КО в зависимости от рабочего перепада на нем. Так, например, можно увидеть, что при перепаде 40 бар КО живет всего несколько месяцев. Связан такой срок службы с принципом действия, который предполагает небольшой проскок пара при каждом срабатывании. Чем чаще срабатывание и чем выше перепад давления, тем быстрее наступает износ клапана. Так как клапан контактирует непосредственно с паром, его эрозия неизбежна. Частота срабатывания зависит не только от нагрузки, но также и от теплопотерь на крышке, в которой располагается камера, где расположен диск и клапан. Редко когда ТД КО изолируют: этот КО маленький, и под теплоизоляцией его просто «потерять» среди километров трубопроводов. Стоит пару вторичного вскипания, удерживающему диск, сконденсироваться, и даже при отсутствии конденсата устройство сработает и выплюнет часть пара в конденсатную линию, обеспечив не только потери энергии, но и собственный износ. Вот почему срок службы таких КО достаточно низкий, если сравнивать с другими типами. Ставим минус и за энергосбережение (потери на срабатывание), и за срок службы (ложные срабатывания, контакт пара и клапана).
Ремонтопригодность часто является мифической, и вот почему. Как известно, единственной движущейся частью КО является диск. Казалось бы, что может быть проще, чем заменить его, если наступила его эрозия, и КО стал пропускать пролетный пар? Однако же на практике износ появляется не только и не столько на диске, сколько на посадочном месте, а оно может быть частью корпуса. Следовательно, такой конденсатоотводчик попросту неремонтопригоден. Опять минус?
Но эти минусы порой перекрываются одним большим плюсом – ценой. Но давайте поразмыслим, получает ли пользователь эффект, устанавливая такой КО? Далеко не всегда. Работы слесаря по демонтажу, монтажу, работа отдела закупок на приобретение нового КО, работа логиста по его доставке и работа, собственно, персонала на площадке, выявившего неисправный КО, остановившего производственный участок, перекрывшего пар на линию, где установлен КО – все это тоже необходимо прибавить к низкой цене нового, пусть и дешевого конденсатоотводчика. Так дешевое ли это устройство? Нет, такой конденсатоотводчик невероятно дорогой, и это иллюзия – считать, что приобретая такой дешевый КО предприятие экономит деньги.
В этой связи кажется странным факт, когда крупные нефтеперерабатывающие предприятия нашей страны потребляют тысячи термодинамических конденсатоотводчиков и приобретают их за рубежом, в том числе в комплекте с технологическим оборудованием. Неужели такая продвинутая отрасль промышленности, обладая большими финансовыми и интеллектуальными инженерными ресурсами, не понимает, что делает? Также кажется непонятным, когда энергетик на молочном заводе, заботящийся о парке КО, регулярно тестирующий и проводящий регламентные работы и разбирающийся в их многообразии и особенностях, может неожиданно сказать: «У меня с термодинамическими нет проблем». Ответ в том, что герой нашего рассказа может быть не таким простым, как мы его описали выше.
Если разместить над камерой паровую или воздушную рубашку, то, имея такую естественную теплоизоляцию, КО перестанет срабатывать, когда этого не нужно. Каждое лишнее срабатывание – это сокращение ресурса. В четыре раза реже сработал – в четыре раза дольше прожил. На рис. 1 изображена паровая рубашка, на рис. 2 – воздушная. Воздух – хороший изолятор, и конденсатоотводчик с рубашкой изолирует себя сам, предотвращая ложные срабатывания в отсутствии нагрузки по конденсату, избегая функциональных потерь пара «на срабатывание» и продлевая срок службы в разы. Такой конденсатоотводчик не только ставит под сомнение факт низкого срока службы, но и опровергает его. Автору статьи как-то раз довелось выслушать претензию от недовольного пользователя, заявившего, что «конденсатоотводчик, который вы нам порекомендовали, не работает. Вы только поглядите, стоящий рядом тоже термодинамический постоянно срабатывает, а ваш нет, следовательно, он не работает». При осмотре оказалось, что обвиняемый – горячий, перед ним нет конденсата, и он… срабатывает, но в несколько раз реже, и только за счет того, что защищен рубашкой. Просто каждый раз, подходя к КО, пользователь так и не получил шанса увидеть факт срабатывания, тогда как рядом стоящий конденсатоотводчик, имевший абсолютно идентичные условия, срабатывал по паре раз в минуту. Какой же из этих двух конденсатоотводчиков прожил дольше?
Вопрос ремонтопригодности и простоты ремонта на сегодняшний день также решен. Если клапанный модуль (посадочное место и диск) не является частью корпуса, а свободно может выниматься из корпуса КО, то это избавляет пользователя от необходимости не только приобретать новый конденсатоотводчик при поломке, но даже и снимать для ремонта неисправный КО с трубопровода, так как достаточно просто снять крышку и вставить новый модуль.
Итак, все три тезиса о недостатках термодинамического типа оказались несостоятельными, когда речь зашла о разновидности устройств.
Есть и еще одна особенность ТД КО – проблемы на пуске. В силу принципа действия КО не может «отличить» пар от воздуха и на пусковых режимах, когда при первоначальном запуске системы идет воздух, такой КО просто закрывается и не откроется до тех пор, пока воздух не просочится через неплотности клапана. Инженер спросит: что же это за клапан такой, если он пропускает воздух, то почему он не пропускает пар? И он будет прав. Такой клапан пропускает и пар (конечно, очень мало), но это пар, и он провоцирует эрозию клапана. Так или иначе, если на пуске такой КО не продуть через байпас или не стукнуть по нему чем?нибудь тяжелым, подбросив вверх диск и сбросив при этом воздушную пробку, этот КО не будет готов к дальнейшей работе и будет заблокирован до тех пор, пока воздух не выйдет сам через неплотность между диском и его посадочным местом. Именно поэтому часто производители не шлифуют диски, делая их шероховатыми, обеспечивая этим качеством возможность КО травить пусковой воздух. Но если выходит воздух, выйдет и пар. Такой конденсатоотводчик по умолчанию конструктивно вынужден быть ущербным. Эта проблема известна и встает в ряд к прочим недостаткам термодинамического типа. Но и она решена на сегодняшний день. Если под диском размещено биметаллическое полукольцо, сжимающееся при потоке холодного воздуха и принудительно поднимающее диск, то такой КО продувает себя сам на пуске и не блокируется вовсе. Диск при этом можно использовать отполированным, и он не будет пропускать пар в закрытом положении. Эта особенность позволяет несколько расширить диапазон применения ТД КО. Такие КО можно устанавливать на небольшие теплообменные аппараты, такие как калориферы или змеевики, что практически недопустимо для простых термодинамических конденсатоотводчиков.
Стало быть, термодинамический тип может и не иметь многих недостатков, которые традиционно к нему относятся и дают ему славу ненадежного и неэффективного устройства.
Пионерами использования в конструкции термодинамических конденсатоотводчиков защитной рубашки, сменного клапанного модуля и встроенного воздухоотводчика являются японские производители. Компания TLV и вовсе начала свою деятельность как производитель конденсатоотводчиков, выпустив на японский, а затем и на мировой рынок первый термодинамический конденсатоотводчик, оснащенный сразу всеми данными устройствами. Этот конденсатоотводчик оказался лидером по сроку службы и стал наглядным воплощением названия компании TLV – Trouble Less Valves, что переводится как «клапаны, не имеющие проблем». Некоторые производители также предлагают рубашку и воздухоотводчик как заказную специальную опцию, тогда как японский производитель попросту не имеет в программе «обычных» конденсатоотводчиков, по умолчанию предлагая конденсатоотводчик, лишенный недостатков, присущих его собратьям. И когда мы говорим о том, как предприятия, которые могут себе позволить приобретать механические типы конденсатоотводчиков, порой делают ставку на термодинамические, становится понятным, что за этим стоит, и какой именно термодинамический конденсатоотводчик имеется в виду. Такие предприятия и экономят деньги, и получают надежное устройство, как бы это странно ни звучало.
Опубликовано в журнале "Вестник арматуростроителя" № 1 (36) 2017
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 1 (36) 2017
