Трансзвуковой струйный аппарат (ТСА)

Трансзвуковой струйный аппарат (ТСА) — это тепловая машина, использующая энергию пара для нагрева и перекачивания жидкости без применения дополнительных источников энергии. Его работа основана на использовании явления повышенной сжимаемости сверхзвукового однородного двухфазного потока, по сравнению со сжимаемостью каждой из его фаз в отдельности. Параметры конструкции аппарата рассчитываются в соответствии с новой теорией двухфазных потоков, разработанной научно-исследовательской группой ФПГ «Технологии энергосбережения».

Преимущества ТСА

В зависимости от схемы использования ТСА потребитель получает (полностью или частично) следующие преимущества:

• экономия до 10% годового расхода топлива за счёт высокой эффективности теплообмена и отсутствии тепловой инерционности при регулировании;
• снижение на 30–70% потребляемой электрической мощности циркуляционными насосами вследствие создания ТСА дополнительного подпора (насосного эффекта);
• снижение потерь на излучение с поверхностей теплообменного оборудования и конденсатопроводов;
• сокращение эксплуатационных затрат в 2 и более раза за счет длительной безотказной работы и более высокой по сравнению с бойлерами ремонтопригодностью;
• снижение капитальных затрат на перевооружение и модернизацию отдельных участков и систем энергетического комплекса;
• малые габариты ТСА (от 183–95 мм до 332–175 мм) позволяют высвобождать значительные производственные площади.

Решение проблем

Использование технологий ТСА открывает возможности повышения энергоэффективности и энергобезопасности действующих и проектируемых предприятий:

• Приготовление горячей воды для отопления, ГВС для бытовых и технологических нужд, нагрев исходной воды перед ХВО и нагрев химочищенной воды перед деаэратором
  
  Производится с меньшими капитальными и эксплуатационными затратами.
• Отключение от теплоцентралей предприятий, имеющих не полностью загруженные паровые мощности
  
  Перевод системы теплоснабжения предприятия на собственный источник пара всегда оказывается более выгодным, чем покупка тепла на стороне.
• Резервирование бойлеров аппаратами «ТСА»

Включение аппарата ТСА параллельно существующим пароводяным подогревателям в котельных дает возможность использовать его в качестве основного подогревателя, а также в качестве резервного, призванного скомпенсировать пик низких температур, и аварийного, способного обеспечить теплоснабжение при выходе из строя существующего оборудования. Благодаря своим малым размерам резервный аппарат (или аппараты) «ТСА» может быть смонтирован на раме существующего пароводяного подогревателя.

• Предупреждение возникновения гидроударов во вспомогательном оборудовании котельной при отключении электроэнергии
  
  Аварийная ситуация, возникающая в паровой котельной при нештатном отключении электроэнергии, связана с быстрым вскипанием воды в пароводяных подогревателях и последующим возникновением гидроударов в трубопроводах и оборудовании котельной. Поскольку при этом пар из котла не забирается, а элементы котла горячие, происходит так же рост давления в котле до срабатывания предохранительных клапанов. В том случае, когда в системе отопления установлены аппараты ТСА производства Компании ФПГ «Технологии энергосбережения», они оказываются способными забрать пар с котла, устранив возможность возникновения гидроударов, роста давления в котле и передать тепло этого пара в систему отопления или горячего водоснабжения. При этом в аппаратах ТСА реализуется насосный эффект – во время разгрузки котла они обеспечивают циркуляцию в системе помимо сетевых насосов.
• Утилизация тепла непрерывной продувки паровых котлов и защита теплосети от углекислотной коррозии
  
  При эксплуатации систем теплоснабжения в них часто появляется свободная углекислота. Причиной этого являются существующие методы обработки воды с помощью ионообменных фильтров с последующей деаэрацией в атмосферных деаэраторах. Свободная углекислота является ускорителем протекания коррозионных процессов в трубопроводах. Для удаления свободной углекислоты применяются различные способы: термическая деаэрация, дозирование в сетевую воду ингибиторов коррозии, силикатная обработка воды и т.п.
  
  Наиболее эффективным и простым мероприятием для полной нейтрализации свободной углекислоты в сетевой воде является организация использования воды непрерывной продувки паровых котлов для подпитки тепловой сети. Продувочная вода паровых котлов содержит щелочь, количества которой хватает для полной нейтрализации свободной углекислоты. Это позволяет поддерживать требуемое значение рН и исключить углекислотную коррозию трубопроводов. Этот метод (письмо №28-30/145 от 27.11.98 г.) используется на всех ТЭЦ и котельных ОАО «Мосэнерго». Финансово-Промышленная Группа «Технологии энергосбережения» предлагает систему на основе аппарата «ТСА», которая позволяет утилизировать тепло и воду непрерывной продувки котлов и нейтрализовать свободную углекислоту в тепловой сети. Применение аппарата «ТСА» в данной системе позволяет исключить имеющее место в существующих схемах вскипание продувочной воды и связанные с этим кавитационные процессы и гидроудары, а также сделать систему регулируемой и работающей при любых величинах непрерывной продувки котлов. При работе системы сепаратор непрерывной продувки выводится из действия.
• Утилизация низкопотенциального пара

В технологических циклах некоторых предприятий образуется низкопотенциальный пар, который зачастую выбрасывается в атмосферу. Аппараты «ТСА» дают возможность направить тепло этого пара в систему отопления.

Режимы работы аппаратов

«Бойлер» – работа в качестве теплообменника-смесителя. При недостаточном давлении пара и/или температурного перепада входной и выходной воды интенсивность скачка давления снижается, и ТСА не может преодолеть противодавления системы. Для работы системы необходим насос, но меньшей мощности, чем при использовании поверхностных теплообменников. Аппарат, работающий в таком режиме, способен заменить пароводяные поверхностные теплообменники в системах отопления и ГВС.

«Насос-бойлер» – работа в качестве теплообменника-смесителя и насоса. Характеризуется повышенным давлением и температурой выходной воды по отношению к параметрам входной. Аппарат, работающий в таком режиме, способен заменить собой пароводяной поверхностный теплообменник и сетевой (циркуляционный) насос в системах отопления и ГВС.

«Насос-бойлер» с подмесом – работа сходна с режимом «Насос-бойлер», подмес воды производится для сохранения гидравлического режима сети при невозможности осуществить его переналадку. Насосом подмеса может служить существующий сетевой (циркуляционный) насос, работающий в режиме пониженного энергопотребления, или может быть заменен насосом меньшей производительности.

Аппараты ТСА выпускаются по индивидуальному заказу (6 типоразмеров).

Области применения:

• Система отопления;
• Система горячего водоснабжения;
• Нагрев химочищенной воды и подача ее в деаэратор;
• Нагрев исходной воды;
• Утилизация тепла и воды непрерывной продувки паровых котлов;

Особенность эксплуатации

Особенность эксплуатации состоит в том, что поверхностный подогреватель заменяется смешивающим. Это приводит к невозвращению конденсата в системах отопления и горячего водоснабжения. Рекомендации по этому поводу входят в обязательный комплект поставки.

Некоторое увеличение затрат на химводоочистку в несколько раз меньше выигрыша, получаемого в результате снижения расходов на топливо, электроэнергию и эксплутационных затрат обслуживания поверхностных теплообменников и электронасосов.

Комплект поставки включает:

• Аппарат ТСА.
• Паспорт.
• Принципиальная и монтажная схема теплового блока с размерами
• Спецификация на материалы и арматуру.
• Инструкция по эксплуатации теплового блока.
• Технические требования к сопутствующему оборудованию.
• Руководство по эксплуатации завода-изготовителя.

Технические характеристики аппаратов ТСА