В настоящее время для подогрева воды в системах водоподготовки, теплоснабжения и горячего водоснабжения широко используются водогрейные котлы, пароводяные кожухотрубные подогреватели, пластинчатые теплообменники.

Наличие в природной воде растворенных минеральных солей приводит к образованию на поверхностях нагрева трудноудаляемой накипи, ухудшающей передачу тепла нагреваемой воде. Это приводит к значительному увеличению расхода пара на нагрев и перерасходу топлива. Например, слой накипи толщиной в 3 мм поглощает 25% тепловой энергии, а если на стенках котла или бойлера наросло 13 мм, то теряется уже 70% тепла, при этом отложения толщиной 10 мм появляются менее чем за год. Очистка внутренних каналов теплообменника от накипи – дорогостоящий и трудоемкий процесс. Наиболее остро эта проблема стоит в системах химической очистки воды (подогрев исходной воды перед осветлителями, катионитными фильтрами, декарбонизаторами и т.д.). 

Указанные недостатки удалось устранить ООО «Прессмаш» при создании теплообменника смесительного типа УМПЭУ за счет применения новых технологий подогрева воды паром, исключающих как образование накипи в теплообменнике, так и присущий известным струйным аппаратам шум. 

Теплообменник УМПЭУ является струйным подогревателем воды, в котором рабочим телом является нагреваемая вода, а инжектируемым - пар. Поступающая на вход теплообменника нагреваемая вода разделяется на два потока: первый поступает в разгонное сопло 1, служащее для создания местного разрежения в потоке, а второй (в объеме до 10%) - по байпасному трубопроводу 2 поступает в камеру предварительного смешения пара и воды 3, установленную на подводе пара. В камере предварительного смешения происходит дросселирование пара, орошение пара водой с помощью струйных форсунок 4 и завихрение двухфазной смеси генераторами вихря 5. Далее двухфазная смесь, имеющая вихревую структуру, поступает в зону разрежения 6, созданную соплом, и конденсируется на турбулентной водяной струе 7, нагревая тем самым поток воды. Пульсации давления нагретого потока демпфируются в гасителе пульсаций 8. Эффект демпфирования достигается за счет упругости газов над свободной поверхностью воды 9 в емкости гасителя, отделенной от основного потока проницаемой стенкой 10. 

Работы по созданию теплообменника УМПЭУ были начаты в 1999 году. К настоящему времени выпущено и запущено в промышленную эксплуатацию свыше ста УМПЭУ различного назначения диаметрами от 50 мм до 400 мм. Результаты их эксплуатации в течение нескольких лет и отзывы энергетиков показали, что УМПЭУ с успехом заменяет бойлеры, пластинчатые подогреватели, водогрейные котлы в системах теплофикации промышленных предприятий и коммунальной сферы, имея перед ними следующие преимущества:

- в УМПЭУ не образуются отложения накипи внутри теплообменника вследствие высокой турбулизации потоков и их вихревой структуры; по отзывам энергетиков, это идеальное решение для подогрева исходной сырой воды в системах ХВО;

- в УМПЭУ отсутствуют потери, связанные с передачей тепла от пара к воде, так как в них нет поверхностей теплообмена в виде тонкостенных трубок и пластин, а вся внутренняя энергия пара передается полностью воде в результате смешения пара и воды (коэффициент передачи тепла близок к единице и сохраняется неизменным в процессе длительной работы);

- при применении УМПЭУ выводится из эксплуатации система сбора конденсата;

- исключаются затраты на ремонт, замену трубных пучков, их чистку, повышается надежность, так как УМПЭУ изготовляются из бесшовных стальных труб и штампованных деталей трубопроводов.

На основании положительных результатов промышленной эксплуатации в течение нескольких лет в различных климатических условиях в различных тепловых системах (водоподготовка, теплоснабжение, ГВС, деаэрация, утилизация отработавшего пара, подогрев перегретой воды, вентиляция) Ростехнадзором России выдано разрешение на серийное изготовление и применение УМПЭУ на опасных производственных объектах для IV категории трубопроводов пара и горячей воды согласно ПБ 10-573-03. Производство УМПЭУ налажено в г. Миассе Челябинской области на предприятии ООО «Прессмаш». Модельный ряд выпускаемых теплообменников позволяет нагреть практически любой объем воды.

Разработчик, изготовитель, патентообладатель: ООО «Прессмаш» г.Миасс
А.Ф. Недугов, к. т. н., М.А. Куркулов.

С анализом российского рынка теплообменников Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок теплообменного оборудования».

www.newchemistry.ru