Пароводяной подогреватель: устройство и принцип работы

Кожухотрубные подогреватели, работающие по принципу «пар-вода», востребованы во многих отраслях промышленности, коммунальном хозяйстве и других сферах. При правильной эксплуатации и обслуживании они работают от 25 лет. В статье детально рассмотрим устройство, назначение, принцип работы пароводяного подогревателя, а также сам теплообменный процесс. 

Что такое подогреватель пароводяного типа?

Пароводяной подогреватель (аббревиатура – ПП) – это кожухотрубное теплообменное оборудование, используемое в системахотопления, а также горячеговодоснабжения. Рабочие режимы температуры аппарата – 70/95°С, 70/130°С, 70/150°С. Если дать более детальное описание пароводяного подогревателя, то это емкость в форме цилиндра, внутри, сверху и снизу которой есть трубы. Трубки, расположенные внутри, меньше по диаметру, чем те, что снаружи. ПП бывают в горизонтальном и вертикальном исполнении, но их функциональность от этого не меняется.

Для чего предназначен пароводяной подогреватель

Теплообменники этого типа широко применяются в системах ГВС в качестве теплогенераторов, а также как один из компонентов в водонагревательном комплексе.

В соответствии с типом и устройством пароводяных подогревателей они используются:

• на производственных, промышленных предприятиях, в том числе крупных;

• на теплоэнергетических объектах, например, в тепловых пунктах, паровых котельных;

• на предприятиях коммунального хозяйства, обслуживающих жилые дома;

• на муниципальных объектах небольших населенных пунктов, оснащенных паровым котлом, и пр.

В целом подогреватели пароводяного типа используются почти в любой системе отопления и горячего водоснабжения, так как они:

• устойчивы к износу;

• очень надежные;

• характеризуются длительным сроком службы;

• выдерживают скачки температуры;

• полностью герметичны.

Как устроены пароводяные подогреватели

В большинстве случаев ПП изготавливаются в горизонтальном исполнении и соответствуют ГОСТ 28679-90. Устройство пароводяного подогревателя простое. Базовые элементы конструкции:

• кожух (иначе – корпус) с плоскими днищами либо в форме эллипса (разницу отражает схема пароводяного подогревателя ниже);

• трубная система, расположенная внутри (материал – нержавеющая сталь / латунь);

• водяные камеры (их две – спереди и плавающая сзади);

• крышка кожуха.

Рис. 1.1 — Пароводяной подогреватель с эллиптическими днищами

Рис. 1.2 — Пароводяной подогреватель с плоскими днищами

Основные узлы скрепляются между собой разъемными фланцевыми соединениями. Это нужно для получения доступа во время ремонтных работ или профилактического технического обслуживания.

«Функциональным центром» оборудования выступает трубная система, или трубный пучок, закрепленный в своеобразных решетках-досках. Передняя доска зафиксирована, задняя – плавающая, она не крепится к корпусу. Такое исполнение нужно, чтобы обеспечить трубкам беспрепятственную деформацию и компенсировать их удлинение по причине нагревания. Кроме того, есть еще поперечные перегородки. Они выступают промежуточными опорами, регулируют направление паровых потоков.

По трубам передвигается вода, которая нагревается паром. Выбор материала для них обусловлен качеством жидкости, условиями эксплуатации.

Кожух в системе нужен для приема, распределения, удержания пара внутри, а еще для удаления образовавшегося конденсата (осуществляется через патрубки). Кроме того, он обеспечивает герметичность. На нем также предусмотрены другие патрубки:

• для ввода/вывода рабочей жидкости;

• для фиксации манометра, измеряющего давление пара внутри кожуха.

Устройство пароводяного подогревателя предусматривает разное размещение патрубков для подачи и удаления воды. В одних моделях оба расположены снизу, в других – по одному сверху и снизу. В аппаратах также есть опоры для монтажа оборудования на объекте. 

Такая конструкция агрегатов обеспечивает следующие преимущества:

• устойчивость к коррозии, гидроударам;

• замедленное образование накипи;

• высокая ремонтопригодность, простота доступа к элементам;

• возможность замены трубок с сохранением корпуса;

• легкость установки и обслуживания.

Принцип работы пароводяного подогревателя

Принцип работы пароводяного подогревателя простой. В трубный пучок поступает вода, требующая нагрева, и движется по нему. Одновременно с ней через входной патрубок в межтрубное пространство закачивается пар с высокой температурой, который и нагревает жидкость. Поперечные перегородки распределяют потоки пара для наиболее эффективного нагрева. После того как пар отдаст тепло воде, образуется конденсат – он сливается из кожуха через выводящий патрубок. Газы, которые не сконденсировались, удаляются из подогревателя через водоотводящий патрубок. Нагретая жидкость поступает дальше в систему отопления или водоснабжения. 

Для улучшения теплообменного процесса применяют многоходовость водяного потока, что влияет на повышение скорости движения жидкости по трубкам. Наиболее популярные аппараты – 2- и 4-ходовые. Ходы водяного потока создаются перегородками, расположенными в передней водяной камере. От количества ходов принцип работы пароводяных подогревателей не меняется.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность и безопасность функционирования, пароводяные устройства дополняются запорно-предохранительными элементами. Они нужны, чтобы прекратить поступление в случае аварии. Кроме того, аппараты часто оснащаются контрольно-измерительными приборами (КИП), которые отслеживают давление внутри кожуха и температуру.

Пароводяные теплообменники, производящиеся в соответствии с ГОСТ 28679-90, предназначены для установки в кондиционируемых либо отапливаемых помещениях закрытого типа в условиях умеренного либо тропического климата. Оборудование выдерживает максимальную температуру пара в пределах 250°С, его давление в корпусе – до 0,7 Мпа, давление воды в трубках – до 1,6 Мпа.