Использование в калориферах пара, горячей воды и воздуха в качестве теплопередающей среды способствует развитию негативных факторов, ухудшающих теплообменные функции воздухонагревателя и снижающих срок его безаварийной работы.
Воздухонагреватели серий ВНВ и ВНП (устоявшееся название – водяные и паровые калориферы) ГОСТ 27330-97 применяются для обогрева помещений большой кубатуры производственного или социально-общественного предназначения (цеха, автосалоны, выставочные павильоны и т.п.).
Принцип работы водяных воздухонагревателей
Воздухонагревающая аппаратура размещается в коробах-воздуховодах вентиляционной системы помещения. Мощные канальные вентиляторы прогоняют потоки холодного воздуха сквозь ряды оребренных теплообменных трубчатых элементов воздухонагревателей, после чего нагретый воздух прогревает воздушное пространство помещения. Нагрев воздушных масс в водяных и паровых нагревателях (калориферах) осуществляется следующим образом:
- горячая вода или пар циркулируют внутри теплообменных трубок калорифера, нагревая их внешнюю гладкую или оребренную поверхность;
- холодный воздух, нагнетаемый канальным вентилятором, проходит через ряды теплообменных трубок, забирая от них тепловую энергию, и уже нагретым поступает в обогреваемое помещение.
Стандартный режим работы калориферов осуществляется при соблюдении следующих параметров теплоносителя и воздушного хладагента:
- температура водяного теплоносителя на входе (для воздухонагревателей ВНВ/калориферов КСк) – 150 град. Ц;
- температура водяного теплоносителя на выходе – 70 град. Ц;
- температура парового теплоносителя на входе (для воздухонагревателей ВНП/калориферов КПСк) – 100 град. Ц;
- давление пара или горячей воды на входе – 1,2 МПа;
- температура подаваемого на обогрев воздуха – не ниже минус 20 град.Ц.
Это важно! Игнорирование регламентного технического обслуживания для промышленных воздухонагревающих установок может привести к разрушению теплообменных трубок и созданию аварийной ситуации в контуре циркуляции горячей воды и пара.
Факторы ухудшения функциональных качеств водяных калориферов
Использование в калориферах пара, горячей воды и воздуха в качестве теплопередающей среды способствует развитию негативных факторов, ухудшающих теплообменные функции воздухонагревателя и снижающих срок его безаварийной работы. Помимо понижения температуры воздуха, поступающего из калорифера в помещение, может также наблюдаться:
- разгерметизация теплообменного контура в калорифере;
- коррозионные каверны на оребрении;
- разрушения соединительных трубок (так называемых «калачей») при замораживании.
Рассмотрим основные негативные моменты в работе промышленных воздухонагревателей ВНВ и ВНП.
- Ухудшение теплообменных свойств калорифера, которое связано со следующими обстоятельствами:
- использованием теплоносителя, не соответствующего требованиям ГОСТ 20995-75 «Котлы паровые стационарные давлением до 3,9 МПа. Показатели качества питательной воды и пара», сопровождающимся отложениями известковой накипи на внутренних стенках трубок. Слой накипи резко сужает проходное сечение в трубках, ухудшая теплопроводные свойства стальных и медных трубок.
- использованием воздуха, не соответствующего требованиям ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» по содержанию пыли, липких и волокнистых веществ, что приводит к засорению поверхности оребрения трубок. Слой грязи ухудшает теплоотдающие свойства алюминиевого материала оребрения и сужает проходное сечение между ребрами для прохождения воздушных потоков, снижая интенсивность обогрева.
- Выходы из строя (поломки) калориферов, которые вызваны следующими факторами:
- засорением трубок вследствие низкого качества теплоносителя, которое приводит к невозможности циркуляции по ним горячей воды или пара;
- некачественными уплотнениями присоединительных патрубков, приводящим к образованиям течи на входе или выходе в воздухонагреватель;
- нарушениями в работе системы обвязки, приводящими к резкому повышению давления пара или горячей воды внутри теплообменных трубок. Например, если не обеспечивается полноценный слив конденсата в паровом нагревателе, то возникают гидроудары, способные разорвать калорифер.
- Аварийные разрушения конструктивных элементов калориферов, вызванные следующими факторами:
- резким повышением давления в контуре циркуляции теплоносителя из-за сбоев в системе обвязки;
- замерзанием воды, приводящим к прямому разрыву льдом трубок и коллекторов;
- повышением давления воды при ее вытеснении льдом за пределы замерзших участков в трубках.
Дополнительная информация. При разрушении трубок давление воды превышает 150 атм., достигая значений до 200 атм. Струя воды такого давления представляет определенную опасность.
Особенности технического обслуживания воздухонагревателей
Для нормальной штатной работы воздухонагревающей аппаратуры и недопущения аварийных разрушений должно проводиться комплексное техническое обслуживание воздухонагревателей ВНВ/ВНП (калориферов КСк/КПСк). В первую очередь, должны соблюдаться технологические требования, обеспечивающие сам принцип работы:
- соблюдение параметров теплоносителя, указанных производителем воздухонагревающего прибора;
- обеспечение непрерывной циркуляции горячей воды или пара в контуре;
- обеспечение стабильного нагнетания воздуха через ряды теплообменных трубок.
Промышленные калориферы входят в состав производственной системы вентиляции, поэтому уровень качества работы нагревателя воздуха определяется двумя основными факторами:
- надежной работой ВНВ/ВНП (КСк/КПСк);
- обеспечением калорифером требуемых параметров вентиляционной системы.
Соответственно, обслуживание калорифера должно включать в себя:
- обслуживание калорифера как самостоятельного теплового прибора;
- обслуживание калорифера как элемента вентиляционной системы с соответствующей обвязкой по теплоносителю.
Техническое обслуживание калориферов
Техническое обслуживание водяного калорифера включает в себя следующие мероприятия:
- Повседневный надзор за состоянием прибора, в рамках которого проводятся следующие работы:
- визуальный осмотр калорифера;
- контроль за отсутствием течи в калорифере и трубопроводах системы обвязки;
- контроль состояния присоединительных патрубков, крышки, коллекторов, других элементов;
- визуальный контроль температуры подаваемого теплоносителя.
- Периодические плановые осмотры прибора, выполняемые по специальному графику. В рамках периодических плановых осмотров осматривают отдельные узлы всей вентиляционной системы и обвязки, выявляются дефекты, подлежащие устранению при плановых ремонтах. Мелкие дефекты устраняются сразу. Проводится частичная очистка рабочих поверхностей.
Периодический осмотр калориферов включает в себя следующие мероприятия:
- осмотр трубопроводных соединений и поверхности оребрения через каждые 2000 работы. В рамках работ необходимо очистить поверхность оребрения от накоплений грязи, накипи, обеспечить требуемые размеры живого сечения между ребрами (пластинами) для прохода воздуха, проверить качество прилегания ребер к трубкам. При появлении каверн ржавчины их зачистить и закрасить.
- через каждые 4000 часов работы требуется промывать внутреннюю поверхность теплообменных трубок 10%-ым раствором каустической соды. После промывки провести послеремонтные испытания воздухонагревателя.
Заключение
Правильно налаженное техническое обслуживание воздухонагревательных устройств имеет особое значение для надежной качественной работы вентиляционных систем предприятий. Управление обогревом производственных помещений с использованием приточной вентиляции осуществляется в автоматическом режиме. Отсутствие регламентного технического обслуживания воздухонагревающей аппаратуры на водяном или паровом теплоносителе приводит к искажению контролируемых показателей, которые используются автоматикой управляющих систем. В зимнее время будет постепенно падать теплопроизводительность калориферов и повышаться энергопотребление, что существенно повысит эксплуатационные расходы на обогрев предприятия.