Минимизиране на утечки в топлопреносни системи

03.05.2023   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Термичните флуидни системи, използващи синтетично-органични и силициево базирани топлопреносни флуиди, намират приложение в редица промишлени приложения, сред които фармацевтични и нефтохимически предприятия. Независимо от типа на пренасяния флуид, спецификите в конкретното приложение или работната температура на флуида, основно изискване към топлопреносните системи е постигането на висока надеждност при работа и минимални утечки.

Какво е утечка

Ограничаването на утечките в топлопреносните системи има няколко предимства, най-очевидното от които е икономическо. Недопускането на разлив на флуид извън топлопреносната система води до ограничаване на разходите по нейната поддръжка. Наличието на утечка оказва влияние и върху ефективността на работа на топлопреносната система.

Не е за подценяване и обстоятелството, че минимизирането на утечките води до повишаване надеждността на работа на цялата инсталация, измерване и недопускане замърсяването на околната среда с вредни и ли леснозапалими вещества. Някои термични флуиди се отличават със специфична, често неприятна миризма, която дори да не оказва отрицателно въздействие върху здравето на персонала, води до влошаване условията на труд.

Поддържането на минимална утечка, комбинирано с подходяща вентилация в производствените помещения, допринася за създаването на по-добра работна среда.

Коректно присъединяване

Повечето топлопреносни системи включват фланцови и винтови връзки, всяка от които трябва да се разглежда като потенциално място на появата на утечка. По тази причина всяка термична флуидна  система трябва да се проектира съобразно изискването да съдържа възможния минимален брой разглобяеми връзки. По принцип винтовите връзки в топлопреносни системи е добре да се избягват. Гъвкавите тръбопроводи със запресовани тръбни връзки са добра алтернатива на винтовите съединения. 

За ограничаване на вероятността от възникване на утечка се препоръчва присъединителните размери на винтовите връзки да са по-малки. Понастоящем използването на фланцови връзки в топлопреносни флуидни системи е добро решение от гледна точка на цена, универсалност, енергийна ефектовност и възможности за уплътняване. Те са и най-често използваните разглобяеми връзки в термичните флуидни системи.

Фланцови връзки

В термичните флуидни системи могат да се използват няколко вида фланци. Изборът на фланец се определя от множество фактори, сред които са:

• работна температура на флуида;
• работно налягане;
• разходи за закупуване и поддръжка;
• специфика на използваното уплътнение;
• наличие на опит в експлоатацията на избраното решение.

Фланците с издадена уплътнителна повърхност са най-широко разпространени. По принцип фланците с издадена уплътнителна повърхност клас 300 са предпочитани пред клас 150. Тъй като топлопреносните флуидни системи могат да работят при температури от порядъка на 400 °С, фланците клас 150 често нямат необходимата здравина за очакваните работни налягания. За да се осигури подходящо уплътнение, присъединителните повърхности на фланците с издадена уплътнителна повърхност трябва да имат съответната допустима грапавост.

Уплътнения

Уплътнението трябва да съответства на температурата на флуида в топлопреносната флуидна система и да бъде химически съвместимо с използваната течност или газ. Топлопреносните флуидни системи работят в температурния обхват от -100 до 400 °С. В този температурен интервал използването на всички еластомери и пластмаси е неприемливо, вследствие на техните недостатъчно добри механични свойства.

Друга характеристика на използваните уплътнения е топлоустойчивостта им при наличие на пламък в работната зона. При работа на фланцовата връзка в пожароопасна среда, изборът на материал за уплътнението трябва да бъде избран така, че в случаи на пожар флуидът да бъде задържан в системата. Изборът на уплътнение, което може да издържи много високи температури в редица случаи е целесъобразен, въпреки високата си цена.

Метално-графитните уплътнения имат температурна и химическа съвместимост и отговарят на изискванията за огнеустойчивост за широк спектър от работни флуиди. При избора на присъединяване трябва да се има предвид обстоятелството, че при значителна повреда на използваното уплътнение, например утечка от свръхналягане, ще възникне голям разлив на флуид от системата, която може, особено при протичане на ток с висок ампераж, да доведе до потенциален риск от пожар.

Монтиране на фланците

Подходящият монтаж на фланцовите съединения намалява вероятността от появата на утечки. По време на инсталацията е важно да се предпазят присъединителните повърхности на фланците от надраскване, което може да предизвика появата утечка. Доброто центроване на фланците също е важен фактор оказващ влияние върху вероятността от появата на утечка. Разцентровката може да предизвика пренапрежение в едната страна на фланеца, докато другата остава без необходимата за уплътняване компресия.

Утечки от вентилите

Сред начините за намаляване на утечка от вентил е отстраняването на салниковото уплътнение. Това може да се направи чрез използване на вентили с метални гофрирани мембрани като основно уплътнение, в комбинация с високотемпературен графитен материал като вторично уплътнение. Съществуващите изисквания към необходимото пространство за монтаж и цената на тези вентили, ограничават тяхната употреба в топлопреносните системи.

Изолационни материали

Сред основните причини за поставяне на строги изисквания към проектирането на топлопреносни системи е ограничаване до минимум на риска от възникване на пожар. Известно е, че леснозапалимите флуиди могат да се възпламенят при температури много по-ниски от табличните, ако са под формата на тънък слой. За намаляване на риска от на пожар, се използва изолация тип затворена клетка в непосредствена близост до повечето вероятни точки на утечка в системата, като например вентили и съединители.

Влакнеста изолация може да бъде използвана за тръби между присъединителните елементи и вентилите. За реално откриване и ограничаване на утечките в системите не бива да се пренебрегва и коректната им експлоатация.
 

Ключови думи: Топлопреносни системи   утечки   флуидни системи  

Област: ОВК