УМПЭУ- магистральный пароводяной инжекционный теплообменник
смесительного типа

УМПЭУ, Ду-500, с регулировкой расхода и давления в зоне смешения пара с водой

Назначение УМПЭУ - 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.

• Техническое задание на УМПЭУ (скачать документ)
• Отличие УМПЭУ от трансзвуковых пароструйных аппаратов
• Определение экономического эффекта от внедрения УМПЭУ
• Варианты замены бойлерных установок на УМПЭУ
• Типопредставители УМПЭУ
• Принцип действия установки
• Схемы замещения бойлеров и пластинчатых теплообменников
• Схема подключения ПУ типовая
• Отзывы предприятий о работе
• Проектирование УМПЭУ и подготовка технико-экономического обоснования внедрения

 УМПЭУ применяются:

• В системах отопления взамен бойлерных установок;
• Для нагревания воды в системах горячего водоснабжения;
• Для утилизации (в том числе и низкопотенциального) пара после паровых машин, что исключает выброс пара в атмосферу.
• Для нагревания исходной воды перед химводоочисткой (замена ПСВ);
• Для нагревания химочищенной воды (замена ПХВ).

УМПЭУ особенно эффективны на предприятиях с периодическим циклом работы паропотребляющего технологического оборудования, где имеется необходимость поддержания паропровода в горячем резерве. При отсутствии паропотребления, пар идущий на подогрев паропровода, как правило, сбрасывается в атмосферу. Целесообразно использовать его на подогрев воды в системах отопления и ГВС.

• 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.

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

Особенность конструкции "УМПЭУ" 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 0.5-2.0 атмосферы, чем в водяной магистрали системы отопления.

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 "УМПЭУ" в водяной магистрали создаётся местное разрежение и в эту область направляется предварительно орошённый водой и достаточно сильно завихрённый пар.

На сегодняшний день создана "УМПЭУ" следующего поколения с автоматической регулировкой температуры нагреваемой воды. Он позволяет уменьшить диапазон разброса температуры воды до ±1⁰ С (обычно он составляет ±7⁰ С) и обеспечить адаптации "УМПЭУ" к существующим на предприятиях системам автоматического учёта и контроля потребления энергоресурсов.

• условный диаметр водяной магистрали: 40… 500 мм;
• перепад между давлениями пара и воды: - 2.5…+12 ати;
• давление пара: 0,15… 13 ати
• расход воды: 7,3… 2160 т/ч;
• тепловая мощность: 0.2… 64 Гкал/ч;

• 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.

• 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 УМПЭУ
• 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

Два магистральных пароводяных инжекционных теплообменников Ду=200 было установлено в системе химводоочистки на комбинате "Магнезит" (г. Сатка). Сдвоенное устройство Ду=80 работает на Миасском инструментальном заводе с сентября 2001 г. в системе горячего водоснабжения.

Отзывы этих предприятий свидетельствуют о том, что устройства работают без каких-либо замечаний, просты в эксплуатации, ни разу не ремонтировались и не требуют специальной подготовки персонала. "УМПЭУ", заменившие бойлеры, полностью обеспечивают потребности в горячей воде упомянутых предприятий и ЖКХ.

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.

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

Из Заключения доцента кафедры "Энергосбережение" Уральского государственного технического университета (УПИ) Я. М. Щелокова (№23.10.07-35/53 от 25 сентября 2002 года. ):

"… Следует отметить глубокую научную проработку использования магистральных пароводяных инжекционных теплообменников в целях экономии потребляемых энергоресурсов, высокий коэффициент полезного действия, их простоту в эксплуатации.

Данное оборудование позволяет решить задачи энергосбережения, поскольку ПУ* позволяет снабжать теплом объекты без расхода дополнительных ресурсов.

В целях решения задач энергосбережения считаю целесообразным рекомендовать использование представленных ПУ для внедрения в жилищно-коммунальном хозяйстве и на промышленных предприятиях по Уральскому Федеральному округу".