Причины выхода из строя паровоздушных калориферов

Паровоздушные калориферы способны эффективно нагревать воздух в составе систем приточной вентиляции, воздушного отопления, технологических процессах. Однако, по ряду причин, могут происходить преждевременные выходы из строя, что приводит к незапланированным дорогостоящим покупкам новых калориферов, а также затратам на демонтаж неисправных и монтаж новых нагревателей. Часто это происходит и вовсе в неудобное время, например в морозы, когда объект остро нуждается в тепле или ночью, когда обслуживающий персонал не доступен. Рассмотрим пять основных причин, приводящих к неисправности паровых воздушных нагревателей и в целом к проблемам при эксплуатации.

1. Эрозия внутренних поверхностей коллекторов и трубок. Причиной эрозии может быть как плохое качество пара, так и недопустимые скорости движения пара внутри калорифера. Под качеством пара понимается степень его сухости, то есть количество капельной влаги, находящейся в потоке пара и двигающейся с высокой скоростью. Влажный пар является весьма абразивной средой, которая провоцировать эрозию металла.

Некоторые производители котлов гарантируют сухость пара на выходе котла на уровне 99,5%. Это означает что 99,5% является паром и 0,5% в паре содержится капельной влаги. Это вполне достаточные требования для выхода котла, а также для транспортировки пара. Но когда пар приходит к потребителю, его фактическая сухость может быть значительно ниже. Порой она может опускаться до 95…80%. Неудовлетворительные условия транспортировки пара, являются весомыми причинами для ухудшения его качества.

Как только мельчайшие капли воды попадают в калорифер, они начинают буквально изнашивать его изнутри, наподобие, как это происходит в пескоструйных машинах. В зависимости от дизайна коллекторов и трубок, внутренние скорости могут быть слишком высокие, что только усугубляет ситуацию.

2. Коррозия. Когда воздух и неконденсируемые газы остаются в пространстве калорифера, появляются возможность для образования угольной кислоты, которая провоцирует интенсивную коррозию. Угольная кислота образуется, когда углекислый газ растворяется в конденсате. Чем ниже температура конденсата или чем выше давление, тем условия для образования угольной кислоты, более благоприятные. Локализованный уровень pH 3 уверенно разъедает сталь, из которой выполнен калорифер. Точечные поражения поверхности теплообмена со временем разрастаются и приводят к утечкам. Важным требованием, является установка термостатических воздухоотводчиков на входе и выходе калориферов. Чаще всего коррозионные процессы наблюдаются в нижних частях калориферов из-за подтопления конденсатом. Таким образом, ни в коем случае нельзя допускать подтопление.

3.      Размораживание. Прежде всего, поймем причины размораживания. Пар, конденсируясь, выделяет тепловую энергию, которая передается воздуху через стенки и оребрение калорифера.. Температура внутри калорифера при этом не изменяется, изменяется лишь фазовое состояние. Если в калорифере остался конденсат и он не был выведен конденсатоотводчиком, то его температура непременно начнет снижаться за счет продолжающегося теплообмена. Как только в калорифере образовался конденсат, он должен быть немедленно выведен из пространства теплообмена, прежде чем он охладится до тех пор, когда может замерзнуть. К большому сожалению, многие монтажники и проектировщики не придают значения факторам, которые способствуют конденсату оставаться в калорифере.  

   Размораживание происходит когда калорифер не успевает освобождаться от конденсата и набегающий поток воздуха быстро захолаживает конденсат вплоть до его превращения в лёд. Надлежащий расчет калорифера, его монтаж и присутствующие средства его обвязки, являются критичными для предотвращения размораживания.

4.      Неверный подбор калорифера. Не каждый калорифер хорошо подходит к каждой системе. Иногда калорифер не подходит для рабочих параметров, иногда не походит для условий применения. Например, медные калориферы обычно применяются для низких давлений пара и для применения приточных системах коммерческих зданий. Промышленный же нагрев воздуха требует использования более прочных материалов.

   Увеличение поверхности теплообмена далеко не всегда является хорошим решением. Это может привести к обводнению нижних частей калориферов и как следствие – коррозии, гидроударам и вероятности размораживания, если воздух при этом забирается с улицы.

5. Неправильная установка. Если калорифер подобран правильно, однако неправильно установлен или обвязан, то калорифер часто обречен. Ниже список наиболее часто встречающихся проблем:
   • Ориентация трубок в пространстве не способствует быстрому выведению конденсата. Наилучшая ориентация трубок в пространстве – вертикальная.

   • Нет прерывателя вакуума. При регулируемой подаче пара при помощи регулирующего клапана, давление внутри калорифера может опускаться вплоть до вакуума и это обстоятельство гарантированно служит причиной периодического обводнения / гидроударов и размораживания. Из-за вакуума, конденсат остается в калорифере и не может стечь вниз до тех пор, пока вакуум не исчезнет.

   • Недостаточный подпор перед конденсатоотводчиком. Если регулирующий клапан регулирует удовлетворительно, то остается только один фактор, который влияет на быстрый вывод конденсата через конденсатоотводчик – это высота подпора перед конденсатоотводчиком, то есть статическое давление, позволяющее конденсату выйти из калорифера и пройти через конденсатоотводчик и фильтр. Недостаточное расстояние по вертикали, от нижней части калорифера до конденсатоотводчика, может служить причиной снижения пропускной способности конденсатоотводчика и соответственно быть причиной обводнения нижней части калорифера.

   • Неправильный выбор типа конденсатоотводчика или его пропускной способности. Расход конденсата и располагаемый перапад давления являются чрезвычайно важными критериями, определяющими способность конденсатоотводчика выводить конденсат из калорифера в полном объеме. Тип конденсатоотводчика также имеет большое значение и невнимание к данному обстоятельству повышает риск неудовлетворительной работы.

   • Некоторые проектировщики уверены, что конденсат всегда удаляется давлением пара, то есть давления пара достаточно чтобы конденсат уверенно покинул калорифер. Это может быть верно в условиях максимальной нагрузки, тогда как в условиях низкой нагрузки, давление пара за регулирующим клапаном снижается и калорифер запросто может обводняться конденсатом.