П.А. Гилепп, технический директор ООО «Паровые системы». Голые конденсатоотводчики

В первом номере журнала «Вестник арматуростроителя» Павел Гилепп, технический директор ООО «Паровые системы», рассказал об изоляции конденсатоотводчиков.

Нанесение теплоизоляционного покрытия на горячие трубопроводы и трубопроводную арматуру является обязательным условием для снижения тепловых потерь. В пароконденсатных системах рабочие температуры пара и конденсата обычно высокие. Кроме энергосбережения, следует учитывать вопросы безопасности. К примеру, трубопроводы и арматура в обвязке теплообменника, работающего на давлении пара 1 МПа изб., имеет температуру на поверхности 184 °С со стороны пара. И порядка 100 °С со стороны конденсата после конденсатоотводчика, если конденсат направляется в емкость под атмосферным давлением. Чем выше противодавление в конденсатной линии, тем выше температура конденсата. Она может доходить до 150 °С и выше в зависимости от структуры системы сбора и возврата конденсата. В закрытых пароконденсатных системах температура конденсата и вовсе может быть практически равной температуре пара. Казалось бы, все элементы обвязки должны быть обязательно теплоизолированы. Это значительно снизит тепловые потери, риски ожогов персонала, а также перегрева располагающихся рядом инженерных коммуникаций. Однако на практике не все так гладко и прозрачно, как может показаться на первый взгляд.

В общем случае необходимость тепловой изоляции трубопроводов не вызывает сомнений. Любая нетеплоизолированная труба привлекает внимание. Как правило, ответственные специалисты служб эксплуатации не допускают подобных недочетов и стремятся побыстрее их исправить. Исключение составляют трубопроводы на производствах, где практикуется регулярная мойка технологического оборудования. Что касается трубопроводной арматуры, к сожалению, ее теплоизолируют гораздо реже. Визуально оголенная труба длиной несколько метров выглядит настолько убедительно с точки зрения теплопотерь, что так и хочется дать распоряжение/рекомендацию ее побыстрее теплоизолировать. И покритиковать персонал за такое небрежное отношение к тепловой энергии. Но когда на трубе располагается вентиль DN40 со строительной длиной 200 мм, то можно предположить, что теплопотери пренебрежимо малы и не стоит тратить деньги на заказ специальной теплоизоляции для арматуры. Но правда в том, что обычно в пароконденсатных системах производственных предприятий не один вентиль, а десятки и сотни. Площадь поверхности фланцевого вентиля существенно превышает площадь поверхности трубы, равной строительной длине вентиля. В среднем, теплопотери с поверхности трубопроводной арматуры эквивалентны теплопотерям с поверхности трубы длиной, равной двум-трем строительным длинам самой арматуры (рис. 1). Попросту говоря, потери тепловой энергии с вентиля со строительной длиной 200 мм приблизительно соответствуют потерям с оголенной трубы длиной 400 мм. Можно по-настоящему ужаснуться, если посчитать количество неизолированной запорной арматуры и соответствующие тепловые потери. Кроме запорной арматуры, есть еще фильтры, обратные клапаны, регулирующие и редукционные клапаны, а также конденсатоотводчики. Стоп, про конденсатоотводчики не все так однозначно.

Некоторые типы конденсатоотводчиков не рекомендуется изолировать, а для некоторых это и вовсе строго запрещено. Этому есть ряд веских оснований, в корне которых лежит принцип действия конденсатоотводчиков. Именно от принципа работы зависит, следует ли изолировать конденсатоотводчик или нет. Как известно, существует несколько типов конденсатоотводчиков, различающихся принципом действия.

Конденсатоотводчики с перевернутым стаканом. Нанесение теплоизоляции не рекомендовано, хотя и допустимо, если применять облегченные варианты покрытий, если конденсатоотводчик располагается на улице. Принцип работы конденсатоотводчика предусматривает попадание пара внутрь стакана, который окружен гидрозатвором из конденсата. Конденсат контактирует с корпусом конденсатоотводчика, через который происходят теплопотери в окружающую среду. Если минимизировать теплопотери с корпуса, конденсат хуже охлаждается. Пар внутри стакана медленнее конденсируется, и конденсатоотводчик может хуже отводить конденсат. Цикличность отвода конденсата, характерная для конденсатоотводчика с перевернутым стаканом, усиливается. Если процесс, где задействован конденсатоотводчик, чувствителен к подтоплению конденсатом, целесообразнее не предусматривать для конденсатоотводчика теплоизоляционное покрытие. Особенно данное требование актуально в тех местах расположения конденсатоотводчиков с перевернутым стаканом, где высокая температура окружающей среды, например бумагоделательные машины.

Термодинамический конденсатоотводчик. Ситуация сродни термостатическому. Открытие клапана термодинамического конденсатоотводчика зависит исключительно от теплопотерь с крышки устройства. Если теплопотерь нет, конденсатоотводчик не откроется, как бы много перед ним не скопилось конденсата. Таким образом, теплоизоляция конденсатоотводчика противопоказана.

Конденсатоотводчик с соплом Вентури можно теплоизолировать, так как принцип работы не связан ни с температурой конденсата, ни с теплопотерями с корпуса.

Поплавковый конденсатоотводчик с рычажным механизмом и со свободноплавающим поплавком (рис. 4). Наличие или отсутствие теплоизоляции не влияет на функцию отвода конденсата. Работа клапана зависит от уровня конденсата в камере конденсатоотводчика. Теплоизоляция не только рекомендована, но и обязательна. Поплавковые конденсатоотводчик крупнее других, и тепловые потери с корпуса являются слишком значительными, чтобы их игнорировать.

При работах по нанесению теплоизоляции на узлы отвода конденсата необходимо учитывать как минимум два важных вопроса.

1. Мелкие конденсатоотводчики могут потеряться из вида, если их полностью закрыть теплоизоляцией. Это серьезная проблема. Она особенно актуальна на крупных предприятиях с большим количеством конденсатоотводчиков. Если конденсатоотводчика не видно на трубопроводе, про его существование быстро и надолго забудут. Когда конденсатоотводчик выйдет из строя, то есть заблокируется или начнет пропускать пролетный пар, быстро найти источник проблемы будет практически невозможно.

2. Конденсатоотводчик – это устройство, требующее регулярной ультразвуковой диагностики работоспособности. Поэтому теплоизоляция должна быть съемной. Опыт показывает, что мягкие съемные чехлы более подходят для конденсатоотводчиков, нежели жесткие короба. Жесткие конструкции в процессе эксплуатации часто деформируются, потому что на них встают люди и/или кладут тяжелые предметы. Через некоторое время надеть/снять такие деформированные кожухи достаточно сложно.

Что касается обвязки конденсатоотводчиков, то требования к теплоизоляции ничем не отличаются от прочей арматуры в пароконденсатных системах. Исключение составляют лишь смотровые стекла. Однако если предприятие имеет полноценную программу регулярной ультразвуковой диагностики конденсатоотводчиков, ценность присутствия смотровых стекол как таковых снижается.

Конденсатоотводчики являются достаточно специальными клапанами. Разумеется, кроме вопросов теплоизоляции конденсатоотводчиков, имеется целый ряд прочих требований, важность которых трудно переоценить. Полноценная работа с конденсатоотводчиками требует широких теоретических и практических знаний. Не так давно в одном из технических заданий от заказчика на подбор и поставку конденсатоотводчиков автор заметил одну интересную фразу в конце бумаги: «Поставщик конденсатоотводчиков должен обладать необходимыми знаниями и опытом поставок на предприятия отрасли и иметь опыт сервисного обслуживания. Отсутствие такого опыта несет риск невозможности оперативного устранения неисправностей и технических консультаций, что может оказать негативное влияние на производственный процесс». Отдавая уважение грамотному заказчику, допускаю, что подобные фразы должны находиться не в конце, а в начале подобных документов.