Собственное производство
Собственное конструкторское бюро
Доставка собственным автотранспортом
Доставка ЖД (собственная ветка)
Кратчайшие сроки
Упаковка емкостей в пленку СВХ
Теплообменник (ТО) – это устройство для передачи тепла от одной среды к другой. Среды (теплоносители) бывают жидкими и газообразными. Промышленное теплообменное оборудование является неотъемлемой частью энергетических установок и активно используется в пищевой, химической, нефтегазовой промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве. В основном данный вид оборудования применяется для нагрева-охлаждения циркуляционных жидкостей: воды, масла, электролита, различных эмульсий.
Поверхностные. Среды обмениваются теплом через стенки теплопроводного материала. От первичного теплоносителя тепло передается теплообменной поверхности и далее к вторичному теплоносителю. Контактные поверхности – пластины или трубки.
Смесительные. Тепло передается непосредственно между смешивающимися средами. Такие установки конструктивно проще поверхностных, но подходят только для тех случаев, когда теплоносители можно смешивать. К ним относятся барботеры, градирни, сопловые подогреватели.
Поверхностные теплообменные аппараты делятся на регенеративные и рекуперативные:
Регенеративные (регенераторы). Теплота передается путем переменного контакта сред разной температуры с одной поверхностью устройства. Движение теплоносителей периодическое: теплый поток - холодный поток.
Рекуперативные. Среды обмениваются теплом непрерывно, через разделяющую поверхность. Направление потоков одинаковое или противоположное, но трассы не меняются попеременно (в отличие от регенераторов), процесс теплообмена носит стационарный характер.
В простых ситуациях, когда не нужна высокая теплопередача, актуальны одноходовые теплообменные аппараты – они конструктивно проще, реже обслуживаются, меньше загрязняются. Многоходовые установки используются, когда нужно повысить общий коэффициент теплопередачи. Это достигается за счет повышения площади контакта сред с теплообменной поверхностью.
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты
Это пучки металлических труб, помещенных в цилиндрический корпус. К корпусу агрегата на торцах приварены трубные решетки, к ним закреплены теплообменные трубки. Чтобы повысить герметичность, кромки трубок могу обвариваться. Иногда допускается соединение труб и решетки с помощью прокладок. Внутренний объем корпуса – это межтрубное пространство, куда подается одна из сред (например, пар).
Основные конструктивные элементы кожухотрубного теплообменного оборудования:
Корпус (обечайка).
Трубные решетки.
Теплообменные трубки.
Перегородки межтрубного пространства.
Крышки.
Патрубки для отвода первичного и вторичного теплоносителей.
Теплообменные трубки делают из цветных металлов или нержавеющей стали, корпус - из углеродистой или нержавеющей стали. В кожухотрубчатых теплообменных аппаратах трубы в решетках размещаются по концентрической окружности или периметру прямоугольника, но наиболее компактную конструкцию имеют решетки с периметром в виде правильного шестиугольника.
Рабочие среды в кожухотрубчатых агрегатах обычно подают противотоком. Направление движения должно совпадать с естественным движением среды при ее нагреве или охлаждении: если жидкость нагревается, ее подают снизу вверх, если охлаждается – сверху вниз.
Для некоторых теплообменных аппаратов этого типа характерен высокий коэффициент температурного расширения. Проблема решается установкой компенсаторов между отдельными секциями корпуса или использованием «плавающей головки». Такая полужесткая система компенсирует расширения в пределах 15 мм. Установки жесткой конструкции обычно используются при сравнительно малой температурной разнице между корпусом и пучком труб.
К основным характеристикам относят:
Устойчивость к гидроударам.
Низкие требования к чистоте рабочих сред.
Большие габариты из-за низкого коэффициента теплопередачи.
Поврежденные трубки обычно глушатся, это постепенно снижает поверхность теплообмена.
Относительно низкая эффективность теплообменных аппаратов решается установкой перегородок в корпусе и использованием труб с рифленой поверхностью. Это ведет к повышению турбулентности потока и повышению коэффициента теплопередачи.
| Исполнение по материалу | Кожух | Распределительная камера | Теплообменная труба | Трубная решетка |
|---|---|---|---|---|
| М1 | Ст10,20,09Г2С, Ст3сп | Ст10,20,Ст3сп, 09Г2С | Ст10,20 | 09Г2С |
| М3 | Ст10,20,09Г2С, Ст3сп | Ст10,20,Ст3сп, 09Г2С | Латунь ЛАМш77-2-0.05 | 09Г2С с наплавкой ЛО62-1 или Л63 |
| М8 | 12Х18Н10Т | 12Х18Н10Т | 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т | 12Х18Н10Т |
| М9 | 10Х17Н13М2Т | 10Х17Н13М2Т | 10Х17Н13М2Т | 10Х17Н13М2Т |
| М10 | 12Х18Н10Т | Ст10,20,Ст3сп, 09Г2С | 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т | 12Х18Н10Т, 0818Н10Т |
| М11 | 10Х17Н13М2Т | Ст10,20,Ст3сп, 09Г2С | 10Х17Н13М2Т | 10Х17Н13М2Т |
| М12 | Ст10,20, 09Г2С, Ст3сп | Ст10,20,Ст3сп, 09Г2С | 08Х22Н6Т, 12Х18Н10Т | 09Г2С |
| М17 | 09Г2С, 10Г2 | 09Г2С, 10Г2 | 09Г2С | 09Г2С,10Г2, 10Г2С1 |
| М19 | 08Х22Н6Т | Ст3сп, 09Г2С, Ст20 | 08Х22Н6Т | 08Х22Н6Т |
| М20 | 08Х21Н6М2Т | Ст3сп, 09Г2С, Ст20 | 08Х21Н6М2Т | 08Х21Н6М2Т |
| М21 | 08Х22Н6Т | 08Х22Н6Т | 08Х22Н6Т | 08Х22Н6Т |
| М22 | 08Х21Н6М2Т | 08Х21Н6М2Т | 08Х21Н6М2Т | 08Х21Н6М2Т |
| М23 | Ст10, 20, Ст3сп, 09Г2С | 08Х22Н6Т | 08Х22Н6Т | 08Х22Н6Т |
| М24 | Ст3сп, 09Г2С, Ст10, 20 | 08Х21Н6М2Т | 08Х21Н6М2Т | 08Х21Н6М2Т |
Пластинчатые теплообменные аппараты
Тепло между средами передается через пластины, закрепленные на раме. Пластины и рама образуют один пакет, стянутый болтами. Пластины изготавливают из тонколистовой углеродистой или нержавеющей стали, реже из титана и других цветных металлов. Для повышения поверхности теплообмена их проточная часть делается гофрированной или ребристой. Расположение гофр и ребер горизонтальное или «елочное». Для герметизации конструкции используются прокладки или стяжки из этиленпропилена (EPDM) или резины NBR.
Основные конструктивные элементы типичного теплообменного оборудования:
Патрубки подачи первичного и вторичного теплоносителя.
Ребристые или гофрированные пластины, сформированные в пакет.
Передняя и задняя плиты.
Уплотнительные прокладки.
Основные элементы пластинчатых теплообменных аппаратов изготавливаются штамповкой, для получения рельефа на поверхности формируются симметричные или несимметричные канавки. Есть два типа рифления теплообменных плит:
Канавки расположены под углом 30°. Такие пластины имеют максимальную теплопроводность, но уязвимы к высоким давлениям.
Канавки расположены под углом 60°. Теплопроводность ниже, допустимое давление выше.
Для достижения оптимального КПД производители комбинируют разные виды плит. В целом все пластинчатые теплообменные аппараты имеют высокий коэффициент теплопередачи. Они меньше по габаритам, чем кожухотрубные, легче, дешевле стоят.
Одно из ключевых преимуществ теплообменного оборудования этого типа – ремонтопригодность. Как правило, его делают разборными, что облегчает замену поврежденных элементов. Долговечность разборных пластинчатых теплообменных агрегатов зависит от качества прокладок. Есть прямая зависимость между температурой сред и сроком годности уплотнителей: чем выше температура – тем меньше служат прокладки. Основные материалы изготовления прокладок: EPDM (до 160°C), резина NBR (до 120°C), Viton (до 190°C).
Особенности пластинчатых теплообменных аппаратов:
Высокая скорость теплоносителя – меньше образуется накипи.
Можно увеличить или уменьшить площадь теплообмена добавлением новых пластин.
Более точное регулирование отвода конденсата.
Возможность регулировки секций в аппаратах с двумя независимыми контурами.
Относятся к числу наиболее компактных теплообменных аппаратов за счет развитой поверхности теплообмена. Например, при сравнимых габаритах пластинчато-ребристый аппарат имеет в 10 раз большую площадь обмена по сравнению с кожухотрубчатым. Такая установка может быть собрана из любого количества пластин.
Между пластинами располагаются ребра из тонколистового металла (алюминия, меди, титана, нержавейки), полученные путем штамповки или гибки. Ребра образуют каналы разной конфигурации: треугольные, прямоугольные, волнистые и т.д. Существуют ребра перфорированные, гладкие, с групповыми просечками. Основные элементы теплообменной матрицы:
Пластины с ребрами.
Проставочные и покрывные листы.
Патрубки ввода и вывода теплоносителей.
К основным преимуществам ПРТ относят небольшие размеры, высокую термодинамическую эффективность, способность передавать тепло при минимальных температурных напорах. Энергетические потери у ПРТ существенно ниже, чем у других теплообменных аппаратов. При этом в одной установке можно использовать одновременно жесткие и мягкие пластины. В целом, благодаря большому количеству видов ребристых пластин можно конфигурировать теплообменное оборудование под нужную температуру, напор и другие параметры. На рынке есть модели, позволяющие обмениваться теплом между 3-мя и даже 4-мя средами.
Совмещают преимущества кожухотрубных и пластинчатых аппаратов. В качестве теплопередающих поверхностей используются штампованные гофрированные пластины. Толщина плит зависит от расчетного давления: от 0,5 мм (до 1,6 МПа) до 1 мм (до 10 МПа). Пластины свариваются по периметру и образуют два герметичных контура. Теплопередача между средами повышается за счет турбулентности потока, формируемого гофрами. В кожухопластинчатом теплообменном оборудовании носители могут двигаться перекрестным способом, прямотоком или противотоком. Возможно применение одно- и многоходовой схемы движения сред.
Кожухопластинчатые теплообменники подходят для организации централизованных систем отопления в качестве испарителей и конденсаторов. Их можно применять для утилизации газов и в других процессах утилизации тепла. При использовании в котельной установке в качестве первичного теплообменного оборудования они защищают основные котлы от образования накипи.
Для теплообменного оборудования, устанавливаемого на нулевом уровне, обустраиваются фундаменты из железобетонных столбов с анкерами под опоры теплообменного аппарата. Перед монтажом фундамент принимается по высотным отметкам, расположению фундаментных болтов, их состоянию. Качество основания особенно важно при монтаже больших групп теплообменников.
При монтаже на высотных площадках установка специального фундамента не нужна, их крепят к балкам перекрытий. Если агрегат имеет высокий коэффициент температурного расширения, одну опору делают неподвижной, вторую – подвижной. Обвязка трубопроводов проводится до установки основного оборудования – площадка должна иметь достаточно места для обвязки, установки компрессоров и насосов.
СПЕЦХИММАШ является заводом теплообменного оборудования, также наш завод производит резервуарное, емкостное оборудование. Заказав теплообменники нас, вы прежде всего экономите время, от назойливых посредников. Также вас приятно удивит цена на продукцию от завода производителя.
