ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Назначение Пароутилизатора (ПУ) - нагревание потока воды путем инжектирования пара в водяную магистраль, то есть использование энергии выделяемой при конденсации пара для нагрева воды. Как правило, доля этой энергии составляет до 70% от общей внутренней энергии пара).

"Пароутилизаторы" позволяют:

• снизить потребление энергоресурсов на 20-30%;
• снизить эксплуатационные затраты на 50-70%;
• улучшить экологическую обстановку за счет утилизации сбросового пара и сокращения выброса отработанных газов котельных.
• использовать 100% внутренней энергии пара в пароводяных теплообменниках.

"Пароутилизаторы" могут работать на неочищенной воде, с содержанием твердой фазы с максимальным поперечным размером до 8 мм, при этом не требуют периодической чистки и переработки, и обеспечивают стабильность характеристик в процессе длительной эксплуатации. Он работает в широком диапазоне изменения расходов, давлений и температур при различных диаметрах трубопроводных систем, что обеспечивается заложенным в конструкцию "ноу-хау".

То есть "Пароутилизаторы" в отличие от бойлеров и своих предшественников практически не требуют обслуживания, кроме того, при их внедрении становится ненужной система возврата конденсата.

Особенность конструкции

Особенность конструкции "Пароутилизаторов" состоит в том, что на их подводящем паропроводе выполнено смесительное устройство, обеспечивающее получение пароводяной смеси с требуемыми параметрами. Такая предварительная подготовка подаваемого пара обеспечивает возможность оперативной регулировки давления в зоне смешения пара с водой и реализации ПУ для широкого диапазона расходов, давлений, температур и диаметров трубопроводов. При этом давление пара может быть ниже на 2 - 4 атмосферы, чем в водяной магистрали системы отопления.

Принцип действия установки:

Установка состоит из тройника, соединяющего трубопровод подачи пара и нагреваемой воды, водяного сопла, камеры смешения и напорной камеры, перепускных трубопроводов с задвижками на них.

В установку подается поток нагреваемой воды. Основная часть расхода воды поступает через водяное сопло, диаметр которого рассчитан

таким образом, что в нем, за счет сужения потока, происходит снижение статического давления воды до величины давления, меньшего, чем давление в камере смешения.

Другая часть потока по перепускному трубопроводу поступает в напорную камеру и распыляется через форсуночные отверстия в камере смешения.

Поток пара, пройдя через дросселирующую шайбу, поступает также в камеру предварительного смешения, в которой, перемешиваясь с распыляемой водой, превращается в пароводяную смесь. Эта смесь поступает в зону разряжения, создаваемую соплом, через кольцевой зазор в тройнике за счет перепада давления между давлением в камере смешения и статическим давлением на срезе сопла.

Размеры дросселирующей шайбы и величина кольцевого зазора выбираются расчетным путем по имеющейся на предприятии методике из условия, чтобы давление в камере смешения было меньшим, чем давление воды на входе в установку и большим, чем статическое давление в потоке на срезе сопла.

Для уменьшения пульсаций давления потока применена предварительная подготовка пара в камере смешения.

После установки до ближайшей запорной арматуры должен быть прямолинейный участок трубопровода длиной 10-15 диаметров подводящей магистрали для дальнейшего перемешивания пароводяной смеси и воды, конденсация пара и увеличения за счет этого температуры подаваемой в установку воды.

Конструкционные параметры Пароутилизатора рассчитываются для каждого заказчика индивидуально.

Механизм гашения вибраций.

Это, внешне простое устройство, содержит механизм гашения вибраций. Суть его заключается в том, что в отличие от схожих по назначению аппаратов, здесь по прямой магистрали направляется не пар, а вода. В "Пароутилизаторах" в водяной магистрали создаётся местное разрежение и в эту область направляется предварительно орошённый водой и достаточно сильно завихрённый пар.

Автоматическая регулировка температуры нагреваемой воды.

Совместными усилиями центра энергосберегающих технологий Магнитогорского металлургического комбината, кафедрой автоматики и управления Южно-уральского Государственного Университета и инженерным коллективом ГРЦ г.Миасс (Недугов А.Ф.,Куркулов М.А.) создан "Пароутилизатор" следующего поколения с автоматической регулировкой температуры нагреваемой воды. Он позволяет уменьшить диапазон разброса температуры воды до ±1 ⁰ С (обычно он составляет ±7 ⁰ С) и обеспечить адаптации "Пароутилизаторов" к существующим на предприятиях системам автоматического учёта и контроля потребления энергоресурсов.

Предоставляются новые возможности производства Пароутилизатора с использованием низкопотенциального пара (минимальная граница по давлению составляет 0,8 - 1 ати).

Экономический эффект достигается за счет:

• рационального использования пара, уменьшения потерь тепла и экономии топлива, снижения стоимости гигакалории
• исключения затрат на текущие и плановые ремонты, на подготовку к зиме
• значительного сокращения затрат в случае замены отслужившего срок изделия
• вывода из эксплуатации насоса, возвращающего в систему конденсат (в существующих системах теплообмена)
• получения дополнительной прибыли при использовании отработанного пара.

Преимущества от внедрения Пароутилизатора:

• Относительно малый расход пара при нагревании определенного количества воды (gп=5-6% от gв)
• Максимальный коэффициент теплопередачи и кпд 99%
• Высокая надежность из-за отсутствия движущихся деталей
• Работа на неочищенной воде и при значительных изменениях давлений и расходов воды и пара
• Отсутствие пульсаций давления после Пароутилизатора
• Уменьшение потерь тепла через корпус в сравнении с существующими агрегатами, выполняющими те же задачи, и экономия производственных площадей вследствие малых габаритов и возможности установки изделия вне помещения
• Простота эксплуатации, отсутствие необходимости ремонтов
• Решение экологических проблем путем утилизации выбросов отработанного пара и парниковых газов
• Р в паровой магистрали труб м/б меньше чем в водяной

Примеры внедрения магистральных пароводяных инжекционных теплообменников.

В 2001 году магистральный пароводяный инжекционный теплообменник Ду=300 мм был установлен на Нижнетагильском металлургическом комбинате, для утилизации конвертного пара из котлов - накопителей. Годовой экономический эффект составил - 8738000 рублей за один отопительный сезон (за счёт утилизации 267000 тонн отработанного конверторного пара). Использование отработанного пара для нагрева воды дало возможность вывести из эксплуатации котельную, обеспечивающую горячее водоснабжение комбината, а это еще больше увеличило экономический эффект. Сейчас на комбинате утилизируется 33 тонны пара в час, при этом 540 тонн воды в час, нагревается на 53 градуса по Цельсию.

Также аналогичные установки работают на: ОАО "Уралоргсинтез" г. Чайковский; ООО "Ставролен" г. Буденновск и многих других.

"Пароутилизатор" может работать во всех климатических регионах России и устанавливаться вне помещений, что позволяет при замене бойлеров получить дополнительные производственные площади.