Гидравлическое испытания на прочность

Гидравлическое испытание теплообменного аппарата проходило в соответствии с требованием Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок, утверждённых приказом Минэнерго России от 24.03.2003 г. № 115.

Испытание проводилось по греющей среде пробным давлением 7,5 кгс/см², температуре воды 20 . Время выдержки составило 20 минут. 

По результатам испытаний признаков остаточной деформации, трещин, разрывов, течей, потения в сварных соединениях, основном металле, и в разъёмных соединениях не обнаружено. Падения давления по манометру за время испытания не зафиксировано.

 

Результаты эксплуатации теплообменного аппарата

По завершению теплового и гидравлического испытания произведено отключение теплообменного аппарата, его разборка для проведения внутреннего осмотра.

 При визуальном осмотре установлено:

‒ Трещин, деформаций металла теплообменного аппарата не зафиксировано.

‒ На поверхности нагрева по греющей среде обнаружены небольшие отложения толщиной до 0,1 мм (рис. 19). Коррозии металла не зафиксировано.

‒ На поверхности нагрева по нагреваемой среде отложения не обнаружены, имеется налёт серого цвета (рис. 20). Коррозии металла не зафиксировано.

‒ Обнаружены две загрязнённые трубки со стороны входа воды в теплообменный аппарат. Загрязнение представляет собой продукты отложений на внутренних поверхностях тепловых сетей.

 

Рис. 19 – Демонтированный теплообменный аппарат

 

Рис. 20 – Поверхность нагрева по греющей среде

Рис. 21 – Поверхность нагрева по нагреваемой среде

 

В результате внутреннего осмотра в доступных местах и на основании проведённого гидравлического испытания теплообменный аппарат Forcel ВВТ-100-2400-1 находится в исправном состоянии и может быть допущен к дальнейшей эксплуатации по решению комиссии Центрального филиала.

 

Анализ качества воды котлов

Качество воды значительно влияет на показатели эффективности работы тепловых энергоустановок, в том числе и на теплообменные аппараты.

При высокой температуре теплоносителя углекислотное равновесие нарушается, что приводит к выпадению из воды карбоната кальция. В теплообменных аппаратах карбонат кальция осаждается в виде твёрдых кристаллических отложений, в трубопроводах – в основном в виде мелкокристаллического шлама. Чем выше температура нагрева воды, тем интенсивнее зарастают теплообменные аппараты и тем больше шлама отлагается в трубопроводах системы.

Согласно РД 24.031.120-91 «Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов, организация водно-химического режима и химического контроля. Методические указания» для водогрейных котлов с закрытой системой теплоснабжения показатели качества воды представлены в табл. 11:

 

Таблица 11 – Показатели качества воды водогрейных котлов

Прозрачность по шрифту, см, не менее	30
Карбонатная жёсткость, мкг-экв/кг при pH не более 8,5	700
Содержание растворенного кислорода, мкг/кг	50
Содержание соединений железа (в пересчёте на Fe), мкг/кг	500

 

 

Фактические показатели качества воды (жёсткость общая) приведены в табл. 12:

Таблица 12 – Показатели качества воды

Дата проведения замеров	Общая жёсткость, мг-экв/л
	На прямом трубопроводе	На обратном трубопроводе	Подпиточная вода	Норма согласно РД 24.031.120-91
28.11.2020 г.	0,5	0,5	0,01	0,7
29.11.2020 г.	0,5	0,5	0,01	0,7

 

По результатам проведённого анализа можно сделать вывод об удовлетворительном качестве воды.

 

Заключение по результатам испытаний

Испытание геликоидного теплообменного аппарата Forcel ВВТ-100-2400-1 производства ЗАО «Гидролекс» на ЦТП-3 п. Газопровод участка «Московский» проведено в период с 01 октября по 15 ноября 2020 года.

По данным расчёта, даже при максимальном режиме работы теплообменного аппарата коэффициент теплопередачи не достигает расчётного значения (≈ 24 % от расчётного значения). Причиной низкого коэффициента теплопередачи явилось малое потребление воды на нужды ГВС объектами ООО «Газпром трансгаз Москва» в связи с реорганизацией производственной площадки.

Согласно паспортным данным теплообменный аппарат рассчитан на расход 22 т/ч, фактический расход – 1,5-2,2 т/ч. Разность температур воды ГВС (вход-выход) составляет 23-25 , что соответствует паспортным данным.

В связи с малым расходом циркулирующей воды для нужд ГВС, изменение температуры греющей среды незначительное (2-4 ). Данный факт можно объяснить большой разницей скоростей нагреваемой и греющей сред (v_м/т_р = 0,74 м/с, v_тр = 0,149 м/с).Таким образом, теплообменный аппарат выполняет функцию нагрева воды удовлетворительно.

Данный факт говорит о минимальных значениях потерь давления даже при минимальных нагрузках по нагреваемой среде.

Фактические режимы работы теплообменного аппарата характеризуются малыми значениями потерь давления по сравнению с расчётными (ΔН_расч = 0,9 м.вод.ст, ΔН_факт = 0,007- 0,011 м.вод. ст.).

Низкие значения потерь давлений связаны с минимальным значением расхода воды (ГВС) через теплообменный аппарат и малыми значениями скоростей потоков (расчётная скорость воды (ГВС) v = 1,6 м/с, фактическая v = 0,149 м/с). Расчётное сопротивление теплообменного аппарата при данных режимах сопоставимо со значением сопротивления, рассчитанного по паспортным данным. При максимальном режиме фактическое сопротивление (1317,52 мч²/м⁶) меньше значения, рассчитанного по паспортным данным (2013,97 мч²/м⁶), что говорит о хорошей гидравлической характеристике теплообменного аппарата.

Кроме того, фактический режим течения воды в трубках теплообменного аппарата является турбулентным (Rе = 4082-5493>2300). Таким образом, даже при минимальных значениях расхода воды (ГВС) течение в трубках турбулентное, что влияет на интенсификацию теплообмена в трубках и образование отложений на внутренних поверхностях трубок.

На основании проведённого испытания теплообменного аппарата Forcel ВВТ-100-2400-1 производства ЗАО «Гидролекс» ООО «Газпром энерго» подтверждает эффективность применения указанного оборудования и рекомендует его использование на теплогенерирующих объектах Общества со схожими параметрами исходной воды (нагреваемой среды).

 

Список литературы

 

1. Атдаев Д.И., Головчун С.Н.. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Надежность, диагностика и экологическая безопасность теплоэнергетических установок и оборудования» для магистров по направлению 13.04.01. «Теплоэнергетика и теплотехника» направленность «Тепломассообменные процессы и установки». Астрахань. АГТУ, 2017. 21 с.

2. Методическими указаниями по испытанию сетевых подогревателей МУ 34-70-001-82.

3. РД 24.031.120-91 «Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов, организация водно-химического режима и химического контроля. Методические указания».

4. Н.В.Горячих. «Проведении испытаний теплообменного аппарата геликоидного типа – Forcel ВВТ-100-2400-1», ‒ 2020 г., ‒ 33 стр.

5. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок, утверждённых приказом Минэнерго России от 24.03.2003 г. № 115.

6. Геликоидный_теплообменник [Электронный ресурс] URL: http://ru.teplowiki.org/wiki/Геликоидный_теплообменник.