Provozní předpisy pro výměníky tepla



1. UŽITÍ

Výměníky tepla slouží k předávání tepla z jedné teplonosné látky proudící v primární straně výměníku do druhé teplonosné látky (kapaliny) proudící v sekundární straně výměníku. Výměníky mohou být zapojeny jako souproudé nebo protiproudé.Svojí konstrukcí se výměníky typu MAX právě v protiprou- dých aplikací přibližují teoreticky ideálnímu protiproudému výměníku tepla. Vzhledem k použitému materiálu, kterým je ocel tř.17.248.4, vyhoví i v náročných aplikacích při ohřevu a chlazení nápojů, případně agresivních kapalin. Jedna strana výměníku, strana trubiček má výrazně větší (cca 8 x) hydraulický odpor, než strana druhá (strana pláště). Právě tento hydraulický odpor rozhoduje o tom, která strana bude použita jako primární strana, a která jako sekundární. Obvyklé je, že trubičky jsou na primární straně a v  pláštije sekundární je sekundární strana výměníku. To platí především u parních ohříváků. Z hlediska přestupu teplaje možné, ale obě strany zaměnit.


2. MONTÁŽ

U výměníků je nutné montáž provést takovým způsobem, který znemožňuje přenos sil a momentů z instalace na jejich hrdla.V praxi to znamená, že se na upravený výměník namontují příruby a od nich se postupuje se svařováním potrubí. Vlastní upevnění výměníku na konstrukci je minimálně dvěma objímkami s těsněním a spodní podepřením


a) všeobecné zásady

Ve všech provozních stavech výměníků tepla nepřipustit, aby byly překročeny hodnoty maximální tep- loty a maximálního přetlaku v trubkách a plášti, které jsou uvedeny v pasportu příslušného výměníku tepla (dodáván s výměníkem tepla) a vyznačeny na výrobním štítku výměníku tepla. Doprovodné zařízení na primární i sekundární straně výměníku tepla osadit dle příslušných ČSN, zvláště pak ČSN 06 0830 Tepelné soustavy v budovách – zabezpečovací zařízení, která obsahuje závazná ustanovení. Na obou stranách výměníku tepla doporučujeme instalovat filtry pro separaci ne- čistot.

Za provozu výměníku tepla je třeba zajistit, aby změny tlaku a teploty nebyly náhlé (skokové), ale pozvolné.


Pro systémy pára – voda je třeba zajistit:
  • instalaci výměníku tepla ve svislé poloze, aby se předešlo vodním rázům
  • instalaci páry a kondenzátu do trubek výměníku tepla (nikoliv do pláště)
  • spojitou regulaci výkonu výměníku na páře – volit regulační ventil s havarijní funkcí
Při regulaci výkonu výměníku pouze na kondenzátu zaplavováním teplosměnné plochy kondenzátem může dojít jednak ke ztrátě autority regulačního ventilu na kondenzátu při malém průtoku kondenzátu např. v přechodovém období a jednak k varu ohřívaného média v místě vstupu páry do výměníku vlivem malého statického tlaku v sekundární soustavě nebo vlivem malého průtoku v sekundární soustavě a tím možné destrukci výměníku.

Dále dochází k tzv. dopravnímu zpoždění akce, např. při tepelném spádu 70/90 oC –ÚT dojde z nějakého důvodu k výpadku oběhového čerpadla a to v době, kdy výměník dodával nejvyšší výkon a tedy teplosměnná plocha výměníku nebyla vůbec zaplavena. Od čidla teploty na přívodu topné vody jde do regulátoru informace o uzavření ventilu na kondenzátu, avšak i po uzavřen í tohoto ventilu pokračuje proces kondenzace páry a teplosměná plocha se zaplavuje a pára dále vstupuje do výměníku tepla a dále zvyšuje hodnotu teploty přívodní topné vody až dojde k varu této vody a možné destrukci výměníku tepla.

Při protiproudém zapojení má výměník tepla vyšší výkon než při souproudém zapojení.


b) před uvedením výměníků do provozu zkontrolujte
  • zda napojení potrubí odpovídá projektu

  • zda jsou uzavřeny odvodňovací armatury


c) doporučený postup při UVEDENÍ výměníků systému VODA - VODA do provozu
  • naplňte studenou (sekundární) část pracovní tekutinou, odvzdušněte ji a zkontrolujte pracovní přetlak

  • otevřete pozvolna uzavírací armatury v sekundárním okruhu a spusťte oběhové čerpadlo

  • naplňte teplou(primární) část pracovní tekutinou, odvzdušněte ji a zkontrolujte pracovní přetlak

  • otevřete pozvolna uzavírací armatury v  primárním okruhu a pomalu zvyšujte cirkulaci v teplé části a nechte výměník pomalu předehřát na provozní teplotu (cca 10 minut)

  • veškeré uzavírací armatury otevírejte pozvolna a postupně, tak aby bylo dosaženo rovnoměrného růstu teplot, tlaků a průtoků a nedošlo k teplotním šokům a vodním rázům

  • spusťte regulační automatiku a kontrolujte parametry jednotlivých okruhů – teploty, tlaky a správný chod automatické regulace


d) doporučený postup při UVEDENÍ výměníků systému PÁRA - VODA do provozu
  • naplňte studenou (sekundární) část pracovní tekutinou, odvzdušněte ji a zkontrolujte pracovní přetlak

  • otevřete pozvolna uzavírací armatury v sekundárním okruhu a spusťte oběhové čerpadlo

  • odvodněte parní přípojku a vypusťte kondenzát, aby se předešlo vodním rázům a zkontrolujte pracovní přetlak páry

  • otevřete pozvolna uzavírací armatury páry v primárním okruhu

  • otevřete pozvolna uzavírací armatury u odvaděčů kondenzátu v primárním okruhu a nechte výměník pomalu předehřát na provozní teplotu (cca 10 minut)

  • veškeré uzavírací armatury otevírejte pozvolna a postupně, tak aby bylo dosaženo rovnoměrného růstu teplot, tlaků a průtoků a nedošlo k teplotním šokům a vodním rázům

  • spusťte regulační automatiku a kontrolujte parametry jednotlivých okruhů – teploty, tlaky a správný chod automatické regulace


e) doporučený postup při ODSTAVENÍ výměníků systému voda–voda (pára–voda) z provozu
  • primární médium pomalu zavřete

  • automatickou regulaci přepněte na ruční ovládání

  • po ochlazení výměníků zavřete i sekundární médium

  • výměník, který bude delší dobu mimo provoz, by měl být vyprázdněn a vysušen stlačeným vzduchem

  • při nebezpečí zamrznutí musí být výměník vždy vyprázdněn


f) ÚPRAVNY TVRDOSTI VODY – doporučovaný předepsaný provoz

Pro výkonově spolehlivý přenos tepla a životnost výměníku tepla v energetických soustavách je důležité sledovat kvalitu vody-složení.

Při ohřevu TUV (např. 15/55 C), dojde k posunu vápenouhličitanové rovnováhy směrem k oblasti vylučování nerozpustných solí a tím k tvorbě úsad. Do teploty 40 C se takto vylučuje pouze vápník ve formě uhličitanu vápenatého, při vyšší teplotě i hořčík ve formě hydroxidu a křemičitanu hořečnatého. Tento tzv.vodní kámen tvoří usazeniny.

Z provozních zkušeností vyplývá, že více než 30% poruch výměníků je způsobeno špatnou kvalitou vody , tvrdostí vody, která je příčinou tvorby nánosů, vzniku vodního kamene. Kvalitu vody v energetický zařízení a četnost prováděných kontrol předepisují ČSN 07 7401, ČSN 07 0711 a ČSN 83 0616.


Mezi nejčastější úpravny vody patří např.
  • magnetická úpravna vody – usměrněné magnetické pole způsobí rezonancí rozkmitání molekul a krystalická struktura je rozbita.

  • elektrolytická úpravna - jedná se o zařízení, které obsahuje elektrolyzér uvnitř tlakového filtru

3. VAR MÉDIA - upozornění

Pokud dojde k varu média uvnitř výměníku tepla (obvykle ohřívaného média v horní části výměníku tepla, kde jsou nejvyšší teploty obou médií tj.ohřívajícího i ohřívaného) může být tento var média způsoben např.:


  • zpožděním přerušení toku ohřívacího média (páry) do výměníku, způsobeném nevhodně navrženým
regulačním ventilem umístěným na kondenzátní straně výměníku nebo nevhodnou (pomalou) funkcí havarijního uzávěru na parní straně výměníku. Tyto situace mohou nastat při nesprávně navrženém regulačním ventilu jak na parní, tak i na kondenzátní straně výměníku, to znamená, že ventil nemá autoritu nebo byl navržen s malou rychlostí zdvihu
  • malého statického tlaku v sekundární soustavě

  • malého průtoku v sekundární soustavě

4 . doporučený postup při čištění výměníku
Pro správnou funkci výměníku, je třeba zajistit odpovídající úpravu vody, případně provádět jeho periodické chemické čištění a nepřipustit jeho zanesení vodním kamenem.
  • u výměníku pracujícího v systému ohřevu topné vody, doporučujeme čistit minimálně každých 36 měsíců provozu výměníku (podle množství a kvality dopouštěné vody)

  • u výměníku pracujícího v systému přípravy teplé užitkové vody, je nutno zajistit odpovídající úpravu vody

v závislosti na průtočném množství, tvrdosti a složení vody v příslušné lokalitě, kde je výměník provozován. Průchodnost a čistotu teplosměnných ploch výměníku TUV, je možno kontrolovat např. instalací diferenciálního manometru a měřením tlakové ztráty na sekundární straně. Pokud tlaková ztráta při plném výkonu výměníku přesáhne o 30% hodnotu tlakových ztrát zadaných projektem při návrhu výměníku nebo hodnotu tlakových ztrát, které byly naměřeny při provozování výměníku nového, je nutno výměník vyčistit.

V případě zanesení pouze mechanickými částicemi, je vhodné výměník propláchnout pracovním médiem proti smyslu jeho pracovního toku. Pokud však již dojde k zanesení výměníku vodním kamenem, je nutné přistoupit k chemickému vyčištění výplachem výměníku chemickou lázní na kyselé bázi s inhibicí. Odpadní vody je nutno neutralizovat a vychladit (max. dovolená teplota odpadní vody vypouštěné do kanalizace je 40 °C).

Jako příklad chemického čištění vodního kamene na kyselé bázi je možno uvést výplach 4% roztokem kyseliny dusičné (HNO3) a neutralizací 0, 1 % roztokem louhem sodným (NaOH). Tyto činnosti však vyžadují odbornou chemickou kvalifikaci a je lépe obrátit se na odborné firmy.

Tvorba usazenin, inkrustace a nánosy vodního kamene způsobují nárůst tlakové ztráty, zhoršený přestup tepla a následné snížení tepelného výkonu. Pod vrstvou usazenin dochází k místnímu vysokému zvýšení množství chloridových iontů a tím vytvoření podmínek ke vzniku bodové koroze (pittingu). Tyto jevy nejsou vadou výměníku a nemohou být předmětem reklamací. Výrobce nenese náklady na čištění výměníku ani neodpovídá za jakékoliv škody z tohoto titulu vzniklé.


5. ZNAČENÍ

Výměníky jsou označeny trvanlivými štítky podle ČSN 06 0830 čl.70. Štítek je umístněn na plášti výměníku. Výkresová dokumentace výměníku je součástí pasportu.


6. BALENÍ, SKLADOVÁNÍ a DOPRAVA

Výměníky nevyžadují balení. Je třeba je skladovat v  zastíněném místě, které je zabezpečuje před atmosférickými vlivy a korozivně působící vlivy. Při dopravě a skladování musí být výměníky zabez- pečeny před možností poškození a znečištění. Zvlášť je nutné mít na paměti, že pokud ve výměníku zůstane voda, nebo se do výměníku dostane jinak (naprší při skladování nebo přepravě), mráz naprosto spolehlivě výměník zničí. To platí i o odstaveném zařízení v zimě.