Современные теплообменники: Отопление — Современные теплообменники | Архив С.О.К. | 2010

Разное

Содержание

Современные пластинчатые теплообменники

История развития пластинчатых теплообменников лежит на рубеже 19-го и 20-го веков. За многие десятилетия они претерпели серьезные технические изменения. Современные пластинчатые теплообменники отличаются от своих «предков» в первую очередь своей универсальностью и легкостью монтажа. Их используют для работы с различными рабочими средами включая воду, пар, взвеси и пр.

Конструкция и принцип работы современных пластинчатых теплообменников:

В основу каждого пластинчатого теплообменника ложится кассета из тонких штампованных пластин из нержавеющей стали. Марки нержавеющей стали начинаются с марок класса AISI316 и выше.

Пластины имеют рельефную поверхность, полученную путем холодной штамповки. Складываясь в кассету, они между собой образуют сеть каналов, по которым протекают рабочие среды.

За счет конфигурации каналов и малой толщины пластин пластинчатый теплообменник имеет высокий коэффициент теплообмена.

Современные пластинчатые теплообменники имеют не симметричную конфигурацию узоров каналов, рассчитанную специальным образом с целью увеличения скорости теплопередачи. Производя определенную комбинацию из нескольких пластин с определенным профилем в одной кассете, можно менять скорость теплообмена в пределах 20%.Конфигурация профилей создана так чтобы при движении рабочих сред создавался эффект турбулентности, который способствует ускорению движения жидкости.

Виды современных пластинчатых теплообменников:

  1. разборные пластинчатые теплообменники. Данный вид имеет самое широкое распространение, поскольку имеет ряд достоинств:
  • имеют малые габариты;
  • легко монтируются;
  • легко чистятся;
  • можно изменять мощность добавляя/убавляя пластины;

Однако они работают с относительно не большими давлениями (до 25Атм) и температурами до 200оС. Промышленные разборные пластинчатые теплообменники могут пропускать до 4600м3 воды в час;

  1. паяные пластинчатые теплообменники. Они обычно применяются для работы с одним типом сред. Максимальная производительность в час – 650м3. Максимальное рабочее давление 40Бар. Максимальная и минимальная рабочая температура 350оС и – 195оС соответственно.
  2. Сварные платинчатые теплообменники. Ото пластинчатые теплообменники имеющие самые высокие рабочие показатели. Максимальная рабочая температура 850оС, минимальная – 200оС. Могут могут выдерживать давления до 100бар. Можно сказать, что сварные пластинчатые теплообменники работают в экстремальных условиях.

Легенды и мифы современной теплотехники или пластинчатые и кожухотрубные теплообменные аппараты

Легенды и мифы современной теплотехники
или пластинчатые и кожухотрубные теплообменные аппараты
к.т.н Барон В.Г., директор ООО «Теплообмен», г.Севастополь

В настоящей статье предпринята очередная попытка осуществить объективное, без передергиваний и эмоциональной окраски, сравнение двух наиболее известных типов теплообменных аппаратов – пластинчатых и кожухотрубных. За последнее десятилетие благодаря массированной, причем зачастую необективной, рекламе пластинчатых аппаратов, в среде сотрудников, работающих в сфере теплотехники, в т.ч. коммунальной, сформировалось ложное мнение об абсолютном превосходстве пластинчатых теплообменников над кожухотрубными. Впрочем этому не стоит удивляться, т.к. рекламная кампания пластинчатых аппаратов осуществлялась по всем правилам воздействия – она была обширнейшей, постоянной и либо бездоказательной, на уровне заклинаний (например, встречались статьи с названием «Пластинчатые теплообменники – альтернативы нет»), либо псевдодоказательной, рассчитанной в этом случае на недостаток узкоспециальных знаний у специалистов-теплотехников широкого профиля. Настоящим предпринимается попытка восполнить пробел в доказательном ряду сравнений пластинчатых и кожухотрубных теплообменников.

Перечисляя преимущества пластинчатых аппаратов, их апологеты, как правило, выделяют следующие преимущества: небольшой вес, небольшой габаритный объем, тонкостенность теплопередающих пластин и высокий коэффициент теплопередачи, повышенный срок службы, легкость технического обслуживания. О цене предпочитают умалчивать, т.к. она, как правило, в несколько раз превышает цену кожухотрубных аппаратов (здесь и далее речь идет о разборных пластинчатых теплообменниках, т.к. неразборные в условиях СНГ, как правило, предпочитают не применять и, кроме того, они, имея меньшую стоимость, одновременно теряют ряд преимуществ разборных аппаратов – прим. авт.). Итак,

легенда №1 – небольшой вес

Тезис о незначительном весе пластинчатых теплообменников сформировался в начале 90-х годов прошлого столетия, когда западноевропейские фирмы, придя на рынок стран СНГ, в массовом порядке столкнулись с кожухотрубными аппаратами, использовавшимися в коммунальном хозяйстве Советского Союза и разработанными более полувека тому назад. Грешно было не использовать такой козырь. Но продолжать эксплуатировать эту легенду в настоящее время представляется просто непорядочным (ведь нельзя всерьез предположить, что абсолютно все представители фирм-поставщиков пластинчатых теплообменников совершенно не следят за событиями, происходящими на соответствующем сегменте научно-технического рынка). А в настоящее время на рынке есть кожухотрубные теплообменники фирмы САТЭКС [1], сравнение с которыми по весу уже не дает столь ошеломляющих преимуществ пластинчатым аппаратам, есть также теплообменники, разработанные ЦКТИ [2, 3], по сравнению с которыми выигрыш по массе у пластинчатых аппаратов становится еще более скромным, и, наконец, есть аппараты ТТАИ предприятия «Теплообмен» [4, 5], сравнивать с которыми пластинчатые аппараты по массе никогда не возьмется ни один представитель фирм-поставщиков пластинчатых теплообменников, т.к. вес пластинчатых аппаратов будет выглядеть просто пугающе большим.

Для примера приведем конкретные данные по одному из объектов, для комплектации которого были даны предложения по западноевропейским пластинчатым теплообменникам и аппаратам ТТАИ предприятия «Теплообмен».

Для нагрева воды в бассейне требовался теплообменник. Заказчик, выбирая наиболее устаивающий его вариант, выдал исходные данные различным поставщикам (в обоих случаях предусматривалось титановое исполнение): требуется нагревать морскую воду с расходом 9,4 т/ч от 4 оС до 27 оС пресной водой с расходом 10,8 т/ч и температурой на входе в теплообменник 70 оС. Предложенный для решения этой задачи пластинчатый теплообменник имел сухой вес, равный 120 кг, а теплообменник ТТАИ имел вес, равный 5 кг. Комментарии, наверное, излишни.

Таким образом становится очевидным, что малый вес пластинчатых аппаратов по сравнению с кожухотрубными не более, чем легенда.

Легенда №2 – небольшой габаритный объем

Рекламируя преимущества пластинчатых теплообменников, почти всегда подчеркивают такое их достоинство, как небольшой габаритный объем, что позволяет радикальным образом экономить площади, необходимые для размещения теплообменного оборудования и высвобождать их для использования по другому назначению. Для крупных городов, где каждый квадратный метр офисной или торговой площади в центре города стоит немалых денег, это действительно важное качество. Но всегда ли слово «пластинчатый» обеспечивает преимущество по этому показателю по сравнению со словом «кожухотрубный»? Или честнее было бы писать «современный пластинчатый по сравнению с устаревшим, без малого вековой давности разработки, кожухотрубным». Представляется, что последняя формулировка была бы намного точнее. Впрочем, читатель может судить сам на основании нижеприведенных данных.

Требуется осуществить 2-х ступенчатый нагрев воды горячего водоснабжения, при этом расход нагреваемой воды 8,4 т/ч, температуры нагреваемой воды (последовательно по ступеням) – 5 оС, 43 оС и 55 оС. По греющей среде были заданы следующие параметры: расход через 2-ю и 1-ю ступени соответственно 5,6 т/ч и 15,2 т/ч, температуры греющей среды на входе во 2-ю и 1-ю ступени соответственно – 70 оС и 52 оС.

Для решения стоящей задачи был предложен пластинчатый теплообменник одной из западноевропейских фирм, имеющий габаритный объем, равный 0,19 м3. Решение этой же задачи (при тех же потерях напора) с помощью теплообменников ТТАИ потребовало применения для 1-й ступени аппарата с габаритным объемом 0,03 м3, а для 2-й – 0,007 м3. Как видно, суммарный габаритный объем двух аппаратов ТТАИ в 5,1 раза меньше габаритного объема одного пластинчатого аппарата. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что в данном случае осуществлено заведомо невыигрышное сравнение для аппаратов ТТАИ, т.к. 2-х ступенчатый нагрев конструктивно может быть выполнен в одном пластинчатом аппарате, но на данный момент требует двух аппаратов ТТАИ (сейчас разрабатывается модификация, позволяющая выполнять 2-х ступенчатый нагрев в одном корпусе теплообменника ТТАИ). В тех случаях, где не требуется 2-х ступенчатого нагрева, выигрыш по габаритному объему в случае применения кожухотрубных теплообменников ТТАИ достигает 10 и более раз. И при этом надо еще учесть, что аппараты типа ТТАИ зачастую удобнее компонуются в помещении, что также создает выигрыш по производственным площадям.

Совсем недавно удалось выделить дополнительно 63 м2 торговых площадей в одном из крупнейших торговых центров Киева только благодаря переходу к теплообменникам ТТАИ от предварительно предполагавшихся к установке пластинчатых аппаратов.

Исключительно малый габаритный объем аппаратов ТТАИ, т.е. их псевдоодномерность, открывает неожиданные возможности по радикальной экономии производственных площадей при создании индивидуальных теплопунктов (ИТП). Использование аппаратов ТТАИ позволило применить принципиально новую идеологию создания ИТП, т.н. «планшетные» ИТП. Такие ИТП вообще не занимают места в плане, а распределены по ограждающим конструкциям. Такая идеология по определению недоступна при использовании даже самых современных пластинчатых теплообменников. Для примера на фото 1 показан ИТП Киевской областной дирекции Укрсоцбанка, а на фото 2 – ИТП одного из промышленных объектов в Воронеже.

Приведенные цифровые и визуальные данные подтверждают, что небольшой габаритный объем пластинчатых аппаратов тоже относится к области пусть красивых, но все же легенд.

Легенда №3 – тонкостенность теплопередающих пластин

и высокий коэффициент теплопередачи

Описывая положительные потребительские свойства пластинчатых аппаратов, практически всегда отмечают их более высокий коэффициент теплопередачи, обосновывая это развитой турбулизацией потока и тонкостеностью теплопередающих пластин.

Здесь мы вообще сталкиваемся с подменой понятий. Действительно, какое дело потребителю до того, за счет чего необходимый ему предмет (в данном случае теплообменник) имеет те или иные выдающиеся свойства. Ведь покупая автомобиль, мы не интересуемся, например, степенью сжатия рабочей смеси в цилиндре двигателя. Нам важно, чтобы двигатель имел необходимую мощность, потреблял меньше горючего, был более экологически чистым и т.д. и т.п. А за счет чего этого удалось добиться, нас не интересует. Зачем же навязывать потребителю теплообменников информацию о том, за счет чего удалось добиться столь малых массо-габаритных характеристик пластинчатых теплообменников? Не для создания ли псевдонаучного обоснования недосягаемости этих аппаратов другими типами теплообменников?

Впрочем, раз уж тема обозначена и активно обыгрывается, есть необходимость осуществить предметный ее анализ. Итак, главный технический (подчеркнем еще раз – не потребительский) показатель – коэффициент теплопередачи. Сопоставительный анализ этого показателя для современных пластинчатых аппаратов и современных же кожухотрубных аппаратов, выпускаемых различными производителями (кроме аппаратов ТТАИ), уже не дает основания излишне оптимистично оценивать соответствующие значения для пластинчатых аппаратов [6]. Они, как правило, у пластинчатых аппаратов больше, но не настолько, чтобы придавать этому столь большое звучание. Но если же провести сравнение этого показателя пластинчатых теплообменников с теплообменниками ТТАИ, то ситуация и вовсе меняется на противоположную – коэффициенты теплопередачи пластинчатых аппаратов оказываются заметно меньше соответствующих величин аппаратов ТТАИ. Для наполнения этого утверждения конкретикой, приведем в качестве примера коэффициенты теплопередачи, характеризующие теплообменные аппараты для первого описанного в данной статье случая – с подогревом морской воды). Предложенный пластинчатый теплообменник имел значение 5854 Вт/(м2.оС), а аппарат ТТАИ имел значение 8397 Вт/(м2.оС). Превышение почти в 1,5 раза у аппаратов ТТАИ не оставляет никакого морального права говорить о более высоких коэффициентах теплопередачи пластинчатых теплообменников.

Что касается рассуждений о высокой степени турбулизации и малой толщине пластин, то это совсем уж очевидно искусственный прием набора положительных качеств. Во-первых, это еще более узкоспециальные вопросы, чем даже коэффициент теплопередачи, и поэтому никак не долженствующие выходить на уровень потребителя. Во-вторых, специалистам известно, что на сегодня методы турбулизации для труб разработаны не хуже, а даже лучше чем для пластин. Поэтому, в частности, в теплообменниках ТТАИ осуществляется оптимальная турбулизация потока, не уступающая турбулизации в современных пластинчатых аппаратах.

Говорить же об исключительно малой толщине пластин (к слову сказать, почти не влияющей в абсолютном большинстве случаев на коэффициент теплопередачи), достигающей 0,5 мм и даже, в пределе, 0,4 мм [7], тут же упоминая о достаточно высоких давлениях рабочих сред (на уровне 1,6 МПа), представляется даже не достаточно профессиональным. Ведь известно, что цилиндрическая оболочка лучше противостоит избыточным давлениям, чем плоская стенка. И действительно, аппараты ТТАИ уже более 10-ти лет выпускаются с трубками, имеющими толщину стенки 0,3 мм. Очевидно, что это меньше, чем 0,5 мм и даже чем 0,4 мм.

Таким образом, становится ясно, что мнение о высоком коэффициенте теплопередачи пластинчатых теплообменников и об исключительно малых толщинах пластин вероятнее всего осознанно формировалось, как научно-техническая легенда.

Легенда №4 – повышенный срок службы

К существенным преимуществам пластинчатых теплообменников относят их повышенный срок службы. В качестве аргументации используются в основном ссылки на то, что, во-первых, пластины изготавливают из специальной нержавеющей стали, благодаря чему они не корродируют, во-вторых, пластины имеют соответствующий профиль, турбулизирующий поток, что предотвращает образование отложений, и, в-третьих, аппараты снабжаются резиновыми уплотнительными прокладками из резины EPDM , способной выдерживать достаточно высокие температуры [8]. Но предприятием «Теплообмен», как было отмечено выше, уже более 10 лет выпускаются кожухотрубные теплообменники ТТАИ, в которых, во-первых, трубки изготавливаются тоже из нержавеющей стали, причем точно тех же марок, что и пластины в пластинчатых аппаратах, во-вторых, трубки имеют специальный профиль, обеспечивающий такой же эффект турбулизации и предотвращение образования отложений и, в-третьих, для уплотнения используется идентичная по составу силиконовая резина, работоспособная в том же температурном диапазоне. Информация об этом уже много лет дается на многочисленных выставках, семинарах, конференциях и т.д., где принимают участие представители ООО «Теплообмен», а также публикуется в научно-технической периодике [9,10,11].

Следовательно, активно распространяемая информация о повышенном сроке службы пластинчатых аппаратов по сравнению с кожухотрубными тоже не более чем легенда.

Легенда №5 – легкость технического обслуживания

В качестве одного из существенных преимуществ пластинчатых теплообменников выделяется такое его свойство, как легкость технического обслуживания. Это действительно важный показатель назначения теплообменников, т.к. не существует техники, которую не требовалось бы обслуживать, а обслуживание на месте эксплуатации, в условиях котельной или энергетического цеха, всегда создает дополнительные сложности. Поэтому возможность разобрать пластинчатый теплообменник и доставить пластины, например, в мастерскую, чтобы их там очистить или заменить, дает этим аппаратам преимущество по сравнению с кожухотрубными, но опять же необходимо подчеркнуть, более полувековой давности, аппаратами. Если не лукавить и осуществлять сравнение с современными кожухотрубными теплообменниками, в частности с аппаратами ТТАИ (кстати, тоже разборными вплоть до извлечения трубного пучка из корпуса [12]), то это преимущество пластинчатых аппаратов также из разряда конкретных переходит в разряд легенд. Дело в том, что при разборке и сборке пластинчатых теплообменников, что приходится выполнять на месте их эксплуатации, зачастую (а применительно к варианту использования клеевых уплотнительных прокладок – всегда) страдают многочисленные резиновые уплотнительные прокладки, имеющие сложную форму, и их требуется заменять. Однако стоимость комплекта таких прокладок сопоставима с ценой нового теплообменника (составляет порядка 30% полной стоимости нового пластинчатого теплообменника). В то же время в теплообменниках ТТАИ резиновые прокладки имеют исключительно простую кольцевую формы, их всего две штуки, да и менять их (если в этом возникнет необходимость) придется не на месте эксплуатации, а в приспособленном для техобслуживания помещении. Обеспечивается это тем, что, как отмечалось выше, теплообменники ТТАИ в среднем в 10 раз легче современных пластинчатых аппаратов. Поэтому всегда, когда возникает необходимость выполнить техобслуживание аппарата, имеется легко реализуемая возможность теплообменник ТТАИ целиком, не разбирая на месте, доставить в специально приспособленное для этого помещение (мастерскую, ремонтный участок и пр.). В соответствующих условиях осуществить необходимые работы и вернуть аппарат на место. Ведь самый тяжелый теплообменник ТТАИ, используемый уже не в ИТП, а в крупных ЦТП, весит порядка 60 кг. Очевидно, что такой теплообменник легко демонтирует и доставит к месту обслуживания бригада из 3-х и даже 2-х человек. Чего уж никак не скажешь про пластинчатый теплообменник весом более полутонны. Значит, его придется все же разбирать, а главное, потом собирать на месте. Это удается успешно сделать далеко не всегда даже специалистам, а штатному персоналу котельных тем более.

Таким образом, информация о легкости выполнения технического обслуживания пластинчатых теплообменников на поверку является тоже легендой.

Эпилог

Вышеперечисленные и ряд не названных, менее популярных легенд, активно пропагандируемых в течение последнего десятилетия, создали миф о выдающихся свойствах зарубежных пластинчатых теплообменников, породивший, с одной стороны, мнение о необходимости применения только таких аппаратов, а с другой стороны, вызвавший к жизни бум по организации сборочных или даже почти полномасштабных производств таких аппаратов. На самом же деле это действительно высокоэффективные и высококачественные теплообменные аппараты, но они не являются панацеей. В ряде случаев их применение оправдано и на сегодня является наиболее оптимальным. Но в большинстве случаев им есть достойная альтернатива и даже больше, зачастую современные кожухотрубные аппараты, превосходят современные пластинчатые теплообменники по всему комплексу потребительских свойств. Десятилетний опыт эксплуатации в условиях СНГ почти двух тыс. теплообменников ТТАИ, выпущенных за это время, позволяет с уверенностью сказать, что утверждение о безальтернативности пластинчатых аппаратов (такие пассажи доводилось встречать в научно-технической периодике) не более чем миф.

Располагая достоверной информацией о состоянии дел в этой области, хочется подчеркнуть, что если бы за минувшее десятилетие хотя бы 10% финансовых средств, ушедших в адрес западноевропейских фирм в оплату за пластинчатые аппараты, были адресованы фирмам, работающим в этом направлении и использующим задел еще советских научных исследований оборонного комплекса, то, может быть, и не родился бы тот миф, развенчанию которого посвящена настоящая статья и на сегодня применялись бы и высокоэффективные пластинчатые, и массово применялись бы не менее высокоэффективные кожухотрубные аппараты отечественной разработки Впрочем, еще не все потеряно.

Литература

1. «К вопросу выбора типа водо-водяных подогревателей для систем теплоснабжения», Пермяков В.А. и др., «Промышленная энергетика», М., 2000г., №4,стр. 37-44.

2. «Результаты испытаний головных образцов водо-водяных подогревателей для систем теплоснабжения», Балуев Б.Ф. и др., Труды НПО ЦКТИ, Санкт-Петербург, 2002г., стр. 163-175.

3. «Теплообменные аппараты ОПТО для систем снабжения теплом и горячей водой», Пермяков В.А. и др., Труды НПО ЦКТИ, Санкт-Петербург, 2002г., стр. 147-162.

4. «Тонкостенные кожухотрубные аппараты», Барон В.Г., «Вентиляция, отопление кондиционирование (АВОК)», М.,2000г., №3, стр. 62-64.

5. «Тонкостенные теплообменные аппараты интенсифицированные (ТТАИ). Общий анализ ситуации», Барон В.Г., «Энергосбережение», Донецк, 2002г.,№7, стр. 20-22.

6. «О некоторых проблемах создания высокоэффективных трубчатых теплообменных аппаратов», Дрейцер Г.А., Труды международного симпозиума по тепло-массообмену, Минск, 2004.

7. «Пластинчатые теплообменники Альфа Лаваль. Есть ли предел совершенству?», «Теплоэнергоэффективные технологии», Санкт-Петербург, 2003г., №1, стр.40-44.

8. «Некоторые вопросы проектирования автоматизированных тепловых пунктов», Баранов В.В., «Теплоэнергоэффективные технологии», Санкт-Петербург, 2002г., №2, стр.44-47.

9. «Кожухотрубные теплообменные аппараты конца ХХ века», Барон В.Г., «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», Одесса, 2000г., №2(5), стр. 34-36.

10. «Теплообменные аппараты типа ТТАИ и специфические особенности индивидуальных тепловых пунктов», Барон В.Г., «Новости теплоснабжения», М., 2000 г., октябрь, стр. 24-27.

11. «Тонкостенные теплообменные интенсифицированные аппараты – альтернатива пластинчатым теплообменникам», Барон В.Г., «Теплоэнергоэффективные технологии», Санкт-Петербург, 2003г., №4, стр.52-55.

12. «Непривычные особенности привычных кожухотрубных теплообменных аппаратов», Барон В.Г., «Холодильный бизнес», М., 1999г., №6, стр. 27-29.

Теплообменное оборудование | Обзор > «Альфа Нордик» — современное теплообменное оборудование | ООО «Куранты»

Современный паянный пластинчатый теплообменник – продукт инновационных технологий. Массовое производство и применение паянных пластинчатых теплообменников в промышленности, транспортном строительстве и сфере ЖКХ началось буквально в конце 20 века. Использование паянных пластинчатых теплообменников позволило совершить качественный рывок в повышении эффективности контуров теплообмена. Использование паянных пластинчатых теплообменников позволило совершить качественный рывок в повышении эффективности теплообменного оборудования. За счет своей конструкции и технологичности паянные пластинчатые теплообменники значительно дешевле, эффективнее и надежнее альтернативных решений.

Паянные пластинчатые теплообменники предназначены для передачи тепловой энергии от одного теплоносителя к другому без смешивания жидкостей или газов и может использоваться в различных технологических процессах.

Паянные пластинчатые теплообменники состоят из стальных пластин, скрепленных между собой пайкой или сваркой. За счет специальной формы гофрированной поверхности теплообменных пластин, при сборке, между ними образуются каналы для циркуляции различных теплоносителей, и обеспечивается эффективная теплопередача при минимальном сопротивлении потоку и при компактных размерах теплообменника.

Создание паянного теплообменника

Для создания паянного пластинчатого теплообменника применяются современные системы автоматизированного трехмерного проектирования. Разрабатывается конструкция, проводятся численные эксперименты, создается конструкторская, технологическая и эксплуатационная документация. Это позволяет производить и выводить на рынок инновационные продукты в кратчайшие сроки.

Все разрабатываемые продукты проверяются на гидро- и термодинамических стендах, подвергаются прочностным испытаниям, значительно превышающим рабочие значения.

После испытаний опытных образцов начинается процесс проектирования и изготовления производственной оснастки для серийного выпуска продукции.

Для производства комплектующих теплообменников и изготовления готовых изделий применяется высокотехнологичное автоматизированное производственное термическое и металлообрабатывающее оборудование. Применяются высокоскоростные пресс-линии для штамповки теплообменных пластин, токарные обрабатывающие центры с ЧПУ для изготовления соединительных патрубков, высокотемпературная индукционная вакуумная печь, со степенью вакуума до 10-5 миллибар и температурой нагрева более чем 1200°С, для пайки теплообменников с использованием меди или другого типа припоя, производительные испытательные машины. В производстве применяются и современные лазерные технологии для производства силовых деталей конструкции, сварки теплообменных пластин в решениях, не допускающих применения припоев (пищевое применение и химическая промышленность), приварки присоединительных и монтажных элементов, маркировки теплообменников.

Теория теплового обмена

Паянные пластинчатые теплообменники идеальны для теплопередачи между средами теплоносителей без смешивания жидкостей или газов.

Теплообмен производится по двум контурам. К примеру, по одному контуру теплообменника перемещается техническая горячая вода от теплостанции (теплоноситель), а по другому контуру перемещается холодная санитарная вода от водоканала. Проходя через теплообменник, санитарная вода нагревается до 45 или 60°С и далее подается потребителям в жилые дома и предприятия.

При такой теплопередаче в контурах теплообменника могут быть разные рабочие давления сред. Например, техническая горячая вода может подаваться под давлением до 16 Бар, а давление подачи санитарной холодной воды может достигать только 5 Бар.

Потоки перемещаемых внутри теплообменника жидкостей бывают ламинарными и турбулентными. Ламинарный поток – это равномерный однородный поток, как правило, с небольшой скоростью. Турбулентный поток неоднороден, перемешивающийся с высокой скоростью, похожий на горную реку. Самая эффективная теплопередача происходит при турбулентном потоке. За счёт наличия в теплообменнике развитой гофрированной поверхности теплообменных пластин турбулентный поток достигается при значительно меньших скоростях. Конфигурация рисунка пластин зависит от различных теплоносителей и других эксплуатационных параметров.

Помимо эффективного теплообмена турбулентный поток препятствует образованию грязевых отложений и накипи в каналах пластинчатого теплообменника, за счёт эффекта самоочищения, и повышает срок службы устройства.

Одна из задач, стоящих перед производителями теплообменного оборудования – это обеспечение минимально возможного сопротивления средам, протекающим внутри теплообменника. Данный показатель называется потерями давления. Измеряется этот показатель установленными на входе и выходе контуров теплообменника. Единицы измерения — кПа, Бар.

При выборе конкретного теплообменника из типоразмерного ряда учитываются параметры потери давлений на контурах теплообменника. В индивидуальных тепловых пунктах (ИТП) величина потери давлений допускается в пределах 18-20 кПа на каждом контуре.

Высокий допуск по потере давления на контурах позволяет применять компактные теплообменники, которые дешевле. Но высокие потери давления приводят и к обратному эффекту – может не хватить мощности насоса. Поэтому, к выбору этой величины подходят очень осторожно.

Во время эксплуатации паяного пластинчатого теплообменника возможно повышение потерь давления и снижение эффективности теплообмена. Причиной роста потерь давления является засорение проточных каналов теплообменника из-за низкокачественного теплоносителя. В данном случае проблема эффективно решается путем промывки при помощи специального оборудования и промывочных растворов.

Главный параметр при выборе теплообменника – площадь поверхности теплообмена. Чем больше площадь теплообмена между средами, тем эффективнее протекает теплообмен. Площадь поверхность теплообмена в рамках одного геометрического размера увеличивают при помощи глубокой печати пластины и придания специального узора гофрирования. Наиболее распространенный узор гофрирования обычно шевронный или «в ёлочку» напоминает латинскую V.

Теплообменники могут паяться из пластин различной конфигурации гофрированной поверхности: H, M, L или с попеременной конфигурацией пластин. Угол штампованного профиля пластины Н больше чем у пластины L. Пластина Н лучше подходит для некоторых температурных режимов, чем пластина L. Узор H означает высокую поверхность теплопередачи с углом шеврона 180 градусов. Такой узор обеспечивает максимальную теплопередачу, и при этом создается высокое сопротивление среде теплоносителя. Теплообменники с пластинами Н обладают большей теплопроводностью, но у них также выше потери давления. У пластин с конфигурацией угла L площадь поверхности теплообмена ниже, но и сопротивление потокам среды значительно ниже, что необходимо для теплообмена таких вязких сред как, например, масло, этиленгликоль. У пластин с углом М средние характеристики теплообмена, находящиеся между H и L

Поставка промышленного и теплообменного оборудования

  • Пластинчатые теплообменники для систем отопления и ГВС

    Alfa Laval, Ридан, Danfoss, Sondex, Funke, GEA, Машимпэкс, SWEP, Tranter

  • Компактные паяные теплообменники для частного дома

    Эффективные решения для отопления и водоснабжения, подогрева воды в бассейнах и системах теплого пола.

  • Пластины и уплотнения в наличии

    Различные типоразмеры от компактных до промышленных, оригинальные запчасти от зарубежных заводов-производителей.

  • Оборудование для промывки теплообменников и котлов

    Бустеры и насосные станции различных мощностей для очистки теплообменного и котельного оборудования.

Разборные
пластинчатые теплообменники

Современные
кожухотрубные теплообменники

Прочные
паяные теплообменники

Установки для
промывки оборудования

Сервис подбора теплообменников Teploobmennic.ru предлагает удобную систему поиска оборудования по желаемым характеристикам. В нашем каталоге представлен широкий ассортимент установок российского и зарубежного производства, комплектующие к аппаратам различного типа, предложены готовые решения для промышленности. Специалисты компании предоставляют подробные консультации по всем возникающим вопросам.

Как самостоятельно выбрать

Вы можете купить теплообменник онлайн на нашем сайте. Для этого укажите основные характеристики оборудования:

  • Область применения аппарата. Теплообменники для производства, вентиляции или бытовых инженерных систем имеют разные характеристики.
  • Тип рабочей среды. В каталоге представлено оборудование для работы с водой, паром, маслом, пищевыми продуктами, хладагентами, гликолем, растворами солей и кислот и т. д.
  • Мощность аппарата. Мы поставляем оборудование с характеристиками от 4 кВт до 10 МВт и более. Мощность теплообменника рассчитывают в ходе проектирования.
  • Производительность аппарата. Цифра показывает, какой объем рабочей среды может нагреть или охладить теплообменник в течение 1 часа.
  • Температура рабочей среды. От этого значения во многом зависит коррозионная активность и требования к материалам изготовления.
  • Необходимый функционал. Модели имеют разную комплектацию и стоимость.

Наше предложение

Мы осуществляем продажу теплообменников и предлагаем комплекс сопутствующих услуг.

Выполняем проектирование. Инженеры компании произведут расчеты, подготовят чертежи, технико-экономическое обоснование, другие документы в соответствии со стандартами. Учитываем пожелания заказчика, его финансовые возможности, требования к функциональности теплообменного оборудования. Проектируем тепловые пункты, обвязку.

Подбираем оборудование. Мы предложим оптимальное решение для промышленного объекта или для частного дома под конкретные требования. Большой опыт работы с теплообменными аппаратами гарантирует надежность выбранных систем. Компания сотрудничает напрямую с такими производителями, как «Ридан», Funke, Danfoss, Kaori, Onda, Kelvion, и другими.

Доставляем оборудование. Осуществляем поставки теплообменников по России, Беларуси, Казахстану и Украине. Можно забрать оборудование из ближайшего магазина в Москве, в СПб. или в другом городе, заказать прибытие курьера. Мы также работаем с транспортными компаниями, «Почтой России». Условия доставки обсуждаются индивидуально с каждым покупателем.

Наши клиенты

За время работы на рынке мы выполнили множество проектов различного уровня сложности. Мы работали с предприятиями пищевой промышленности: подбирали теплообменники для охлаждения ингредиентов, для поддержания стабильной температуры технологических процессов. На нашем счету ряд проектов по созданию систем обогрева пешеходных дорожек, тротуаров. Наши инженеры подберут оптимальный теплообменник для отопления, горячей воды, для комплектации рекуператора вентиляционной системы, для бассейна и любых других нужд.

Почему выбирают нас

  • Гарантии оригинальности и качества, подтвержденные сертификатами заводов-изготовителей.
  • Выгодные цены на теплообменники за счет прямых поставок от производителей.
  • Профессиональные консультации бесплатно каждому заказчику.
  • Собственные склады и отработанная логистика для сокращения сроков поставок.

Чтобы купить теплообменник с гарантией надежности, позвоните нам или заполните форму обратной связи. Инженеры компании помогут создать заказ.

Весь товар сертифицирован

30 дней на обмен и возврат

Удобная и быстрая доставка

Современные пластинчатые теплообменники | Пластинчатые теплообменники в Челябинске


Рубрика: Пластинчатые теплообменники в Челябинске


Сегодня пластинчатые теплообменники – это весьма сложные технические устройства, состоящие из гофрированных пластинок, хотя они не заменят кожухотрубные и секционные теплообменные аппараты, но рассматривать их нужно. Суть их работы состоит в том, что от горячих теплоносителей осуществляется отдача тепла к более холодной среде. Этот процесс становится возможным при помощи медных, графитовых, титано гофрированных и стальных пластин. Холодные и горячие слои жидкости в противотоке проходят по обе стороны каждой из пластин.

Поскольку пластины представляют собой один из главных элементов всей конструкции, то гост на пластинчатые теплообменники предъявляет повышенные требования именно к этим деталям. Они изготавливаются из стали, стойкой к коррозии при помощи метода холодной штамповки. При этом здесь в качестве материала используется доступная по цене нержавеющая сталь, а также различные сплавы, которые могут успешно работать с агрессивными жидкостями.

Выделяют несколько разновидностей пластинчатых теплообменников. Это, прежде всего, разборные устройства, которые используются повсеместно. Они, герметизируются как правило, специальным резиновым уплотнением. Для работы в условиях повышенного давления и температуры, как правило, применяют паяные теплообменники. Для условиях очень высоких температур подходят только полусварные и сварные аппараты. Важно также отметить, что установка и демонтаж любых моделей таких теплообменников является достаточно простым. Еще одним преимуществом использования этих устройств считается то, что очистка пластинчатых теплообменников не потребует много сил и времени. Подробнее читайте здесь «Особенности обслуживания пластинчатых теплообменников».
Важно также отметить, что на передней плите все классические теплообменники оснащены входящими и выходящими патрубками. В то же время, есть такие модели, где патрубки (и входные, и выходные) располагаются не только на передней, но и на задней поверхности. При этом, для присоединения к входу и выходу могут использоваться фланцы стальные, а также резьбовое или соединение. При необходимости вообще можно обойтись без патрубков. Для этого на плите вокруг отверстия делают отверстие с внутренней резьбой, предназначенной под шпильки. Это дает возможность присоединять трубопровод прямо с теплоносителем с помощью термостойкого или каучукового уплотнения. Тоже самое и очень удобно реализовано в наших воздухоохладителях вуп различных конструкций.

Применение пластинчатые теплообменники наши там, где есть подогреватели, системы горячего отопления и водоснабжения, кондиционирования и вентиляции, а также в машиностроении и промышленных объектах. Кроме того, их часто применяют в холодильной технике, где есть маслоохладители и другие подобные устройства. Чтобы ознакомиться с информацией более детально, читайте здесь – «Области применения для пластинчатого теплообменника».

Основными положительными моментами, которые отличают преимущества применения пластинчатых теплообменников от прочих аналогов, является их компактность, высокий уровень и коэффициент теплопередачи при низкой теплопотере, низкая потеря давления. Кроме того, на производство данного оборудования и возможный его ремонт не требуется много средств. Такие устройства легко можно разобрать при необходимости проведения очистки. Также, если нужно добиться от теплообменника большей мощности, то это можно легко сделать при добавлении пластин.

Производство современного теплообменного и емкостного оборудования

В наше время так же производится современное, модернизированное теплообменное и емкостное оборудование. Кожухотрубные теплообменники, как были так и останутся, так как имеют свои уникальные свойства которые другая конструкция не заменит. Ниже я приведу примеры производимого нами оборудования.

Емкости для промышленности

  1. ВЭЭ2-3-2-1,0
  2. гкк-1-1-25-0,07
Часто ищут на сайте

Так же наше предприятие занимается поставками запорной арматуры — шаровые краны, вентиля и котельного оборудования.

Хороших вам заказов теплообменников и емкостей у МеталлЭкспортПром и красивого настроения!

 

< Предыдущая   Следующая >

Сравнение различных типов теплообменников при работе на паре — Вся сила

Как известно, существует множество типов теплообменников (ТО). Они разделяются на поверхностные (рекуперативные и регенеративные, в зависимости от одновременного или поочерёдного контакта теплоносителей с разделяющей их стенкой) и смесительные. ТО поверхностного типа в свою очередь делятся на кожухотрубные, типа «труба в трубе», витые, погружные, оросительные, спиральные, пластинчатые и кожухопластинчатые.
В настоящее время наибольшее распространение нашли кожухотрубные, пластинчатые и кожухопластинчатые теплообменники. Давайте рассмотрим особенности их применения при работе на водяном паре.

Кожухотрубные теплообменники

Рисунок 1. Конструкция кожухотрубного теплообменника

Кожухотрубный теплообменник представляет собой пучок трубок, помещенных в цилиндрический кожух (корпус) таким образом, что внутренность корпуса является межтрубным пространством. Теплообменные трубки завальцованы в концевых трубных досках, приваренных к корпусу теплообменника. В некоторых кромки трубок дополнительно обвариваются для гарантии герметичности соединения. Промежуточные трубные решетки предназначены как для поддержки трубок, так и для организации поперечного тока среды. К трубным доскам крепятся камеры с патрубками для отвода среды, текущей внутри трубок. В зависимости от наличия и количества в камерах перегородок, теплообменники могут быть одноходовыми, двух- или многоходовыми относительно движения среды, текущей в трубках. Также корпус снабжен патрубками для подвода пара и отвода конденсата. Трубки изготавливают из углеродистой или нержавеющей стали, меди, латуни или титана. Корпус обычно выполняется из углеродистой или нержавеющей стали. Когда теплообменник нагревается, происходит его удлинение. Существует несколько способов компенсации температурных расширений, например, применение «плавающей головки» или межсекционных компенсаторов. Кожухотрубные теплообменники обычно используются при давлении насыщенного пара выше 15 бари или при температуре выше 190°С, а также при перегретом паре.

Преимущества и недостатки

Кожухотрубные теплообменники характеризуются стойкостью к гидроударам, пониженными требованиями к чистоте сред, относительно низким коэффициентом теплопередачи и, как следствие, большими габаритами и площадями, требуемыми для обслуживания, а также высокой ценой из-за большой металлоемкости. Кроме того, ремонт таких теплообменников обычно связан с заглушкой поврежденных трубок, что ведет к уменьшению площади теплообмена. Поэтому обычно теплообменники выбираются с большим запа­сом по поверхности, что также обуславливает их большие габа­риты.

Попытка регулирования по конденсату на горизонтальных кожухотрубных теплообменниках вызывает сложности. Это про­исходит по причине того, что при незначительном изменении уровня конденсата, площадь теплообмена меняется нелинейно и намного существеннее.
Тем не менее, современные кожухотрубные теплообменники по показателям эффективности, коэффициента теплопередачи и габаритам приближаются к пластинчатым и кожухопластинчатым теплообменникам.

Это достигается за счет применения так называемых турбу лизаторов потока — перегородок в трубках и межтрубном пространстве, а также рифленых трубок, в которых поток среды сильно турбулизирован, что ведет к повышению коэффициента теплопередачи, и, как следствие, к уменьшению габаритов. В последнее время для уменьшения использования производственной площади применяются вертикальные кожухотрубные теплообменники. Они позволяют организовать регулирование по конденсату, если это необходимо.

Применение

Кожухотрубные теплообменники чаще всего применяются в химической, нефтяной, газовой промышленности, а также большой теплоэнергетике, где используются теплоносители высоких параметров. Кроме этого их можно встретить на пивном, молочном и других пищевых производствах.

Пластинчатые теплообменники

Принцип действия

Передача тепла в пластинчатых теплообменниках осуществляется через стальные гофрированные пластины, которые установлены в раму и стянуты в пакет. Для максимального увеличения эффективности применяют несколько видов гофрирования. Комбинируя их, можно добиться существенной турублизации потока и, как следствие, максимального коэффициента теплопередачи. Пластины делают из углеродистой и нержавеющей стали, а так же титана и других материалов. Существуют разборные, паянные и сварные пластинчатые теплообменники.

Рисунок 2. Конструкция пластинчатого теплообменника

Преимущества и недостатки

Давление и температура водяного пара в разборных пластинчатых теплообменниках ограничиваются материалами прокладок. Прокладки из материала EPDM выдерживают до 160°С (давление насыщенного пара до 5 бари), материала Viton — до 190°С (давление до 11 бари). Существуют графики зависимости времени работы прокладок от рабочей температуры в теплообменнике – чем ближе она к максимальной, тем меньше срок службы прокладок. Кроме того, материал прокладок накладывает ограничения на применение рабочих сред, таких как кислоты, щелочи и пр. Паянные пластинчатые теплообменники используются при давлении до 40 бари и температуре до 350°С. Сварные – при давлении 70 бари и температуре до 540°С.
Все пластинчатые теплообменники характеризуются высокими коэффициентами теплопередачи, и как следствие, малыми габаритами, меньшей ценой, высокой ремонтопригодностью, более быстрым выходом на режим при более точном регулировании. При постоянных нагрузках их конструкция позволяет осуществлять достаточно точное регулирование по конденсату. Кроме того, высокие скорости теплоносителей, как утверждают производители, способствуют меньшему накипеобразованию, и, как следствие, увеличению межсервисного интервала. Если требуется, площадь теплообмена пластинчатого теплообменника можно легко увеличить или уменьшить путём оснащения дополнительными пластинами или, наоборот, демонтажем части пластин. Следует отметить, что максимальная эффективность достигается на теплообменниках, имеющих пластины со специальным профилем, разработанным для применения на паре.

Применение

Большое распространение такие теплообменники получили в коммунальной энергетике, в теплопунктах отопления, вентиляции и ГВС. Пластинчатые теплообменники применяются там, где предъявляются повышенные требованию к небольшим габаритам и быстрый выход системы на рабочий режим: нагрев и охлаждение воды в стерилизаторах, пастеризация молока.

Кожухопластинчатые теплообменники

Рисунок 3. Конструкция кожухопластинчатого теплообменника

Принцип действия

Кожухотрубный теплообменник представляет собой сварной пакет пластин, помещенный в цилиндрический корпус. Принцип действия почти такой же, как у пластинчатых теплообменников. Одна среда движется между гофрированными пластинами, а вторая среда в пространстве между пластинами и корпусом. Используются различные материалы, в зависимости от применения – углеродистая, нержавеющая сталь, титан, хастеллой и пр.

Преимущества и недостатки

Кожухопластинчатый теплообменник совмещает в себе все преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников. Они характеризуются высоким коэффициентом теплопередачи и стойкостью к высоким температурам и давлениям (до 900°С и до 140 бари). Недостатком можно считать неразборную конструкцию сварных пакетов пластин и трудности с их очисткой от накипи. Однако при работе на паре это не имеет значения, т.к. паровая сторона практически не дает отложений, а водяная сторона пригодна для чистки. Также существует технология постоянной очистки пакета пластин во время работы путем установки на корпусе специальных генераторов ультразвука.

Применение

Кожухопластинчатые теплообменники нашли широкое применение в нефтяной и химической промышленности, теплопунктах отопления, вентиляции и ГВС, холодильной промышленности, а так же для утилизации выпаров конденсатных баков. Они одинаково хорошо регулируются как по пару, так и по конденсату.

Выбор теплообменника

Подводя итоги, можно сказать, что каждый тип теплообменника нашел свою нишу в широком ряде производств и технологических процессов. Не редки случаи, когда возможно применение всех типов теплообменников, и выбор в каждом конкретном случае зависит от того, что является решающим фактором – тип сред, расчетные параметры, габариты, удобство эксплуатации, стоимость, а также личные предпочтения Заказчика.

Сравнение различных типов теплообменников при работе на паре : Spirax Sarco Россия

 

В. Г. Гуляев
Инженер ООО «Спиракс-Сарко Инжиниринг»

Кожухотрубные теплообменники
Пластинчатые теплообменники
Кожухопластинчатые теплообменники
Выбор теплообменника

Как известно, существует множество типов теплообменников (ТО). Они разделяются на поверхностные (рекуперативные и регенеративные, в зависимости от одновременного или поочерёдного контакта теплоносителей с разделяющей их стенкой) и смесительные. ТО поверхностного типа в свою очередь делятся на кожухотрубные, типа «труба в трубе», витые, погружные, оросительные, спиральные,  пластинчатые и кожухопластинчатые.
В настоящее время наибольшее распространение нашли кожухотрубные, пластинчатые и кожухопластинчатые теплообменники. Давайте рассмотрим особенности их применения при работе на водяном паре.

Кожухотрубные теплообменники

Рисунок 1. Конструкция кожухотрубного теплообменника

 Кожухотрубный теплообменник представляет собой пучок трубок, помещенных в цилиндрический кожух (корпус) таким образом, что внутренность корпуса является межтрубным пространством. Теплообменные трубки завальцованы в концевых трубных досках, приваренных к корпусу теплообменника. В некоторых кромки трубок дополнительно обвариваются для гарантии герметичности соединения. Промежуточные трубные решетки предназначены как для поддержки трубок, так и для организации поперечного тока среды. К трубным доскам крепятся камеры с патрубками для отвода среды, текущей внутри трубок. В зависимости от наличия и количества в камерах перегородок, теплообменники могут быть одноходовыми, двух- или многоходовыми относительно движения среды, текущей в трубках. Также корпус снабжен патрубками для подвода пара и отвода конденсата. Трубки изготавливают из углеродистой или нержавеющей стали, меди, латуни или титана. Корпус обычно выполняется из углеродистой или нержавеющей стали. Когда теплообменник нагревается, происходит его удлинение. Существует несколько способов компенсации температурных расширений, например, применение «плавающей головки» или межсекционных компенсаторов. Кожухотрубные теплообменники обычно используются при давлении насыщенного пара выше 15 бари или при температуре выше 190°С, а также при перегретом паре. 

Преимущества и недостатки

Кожухотрубные теплообменники характеризуются стойкостью к гидроударам, пониженными требованиями к чистоте сред, относительно низким коэффициентом теплопередачи и, как следствие, большими габаритами и площадями, требуемыми для обслуживания, а также высокой ценой из-за большой металлоемкости. Кроме того, ремонт таких теплообменников обычно связан с заглушкой поврежденных трубок, что ведет к уменьшению площади теплообмена. Поэтому обычно теплообменники выбираются с большим запа­сом по поверхности, что также обуславливает их большие габа­риты.
Попытка регулирования по конденсату на горизонтальных кожухотрубных теплообменниках вызывает сложности. Это про­исходит по причине того, что при незначительном изменении уровня конденсата, площадь теплообмена меняется нелинейно и намного существеннее.
Тем не менее, современные кожухотрубные теплообменники по показателям эффективности, коэффициента теплопередачи и габаритам приближаются к пластинчатым и кожухопластинчатым теплообменникам.
Это достигается за счет применения так называемых турбу лизаторов потока — перегородок в трубках и межтрубном пространстве, а также рифленых трубок, в которых поток среды сильно турбулизирован, что ведет к повышению коэффициента теплопередачи, и, как следствие, к уменьшению габаритов. В последнее время для уменьшения использования производственной площади применяются вертикальные кожухотрубные теплообменники. Они позволяют организовать регулирование по конденсату, если это необходимо.

Применение

Кожухотрубные теплообменники чаще всего применяются в химической, нефтяной, газовой промышленности, а также большой теплоэнергетике, где используются теплоносители высоких параметров. Кроме этого их можно встретить на пивном, молочном и других пищевых производствах.

Вернуться в начало

Пластинчатые теплообменники

Принцип действия

Передача тепла в пластинчатых теплообменниках осуществляется через стальные гофрированные пластины, которые установлены в раму и стянуты в пакет.  Для максимального увеличения эффективности применяют несколько видов гофрирования. Комбинируя их, можно добиться существенной турублизации потока и, как следствие, максимального коэффициента теплопередачи. Пластины делают из углеродистой и нержавеющей стали, а так же титана и других материалов. Существуют разборные, паянные и сварные пластинчатые теплообменники.

Рисунок 2. Конструкция пластинчатого теплообменника

Преимущества и недостатки

Давление и температура водяного пара в разборных пластинчатых теплообменниках ограничиваются материалами прокладок. Прокладки из материала EPDM выдерживают до 160°С (давление насыщенного пара до 5 бари), материала Viton — до 190°С (давление до 11 бари). Существуют графики зависимости времени работы прокладок от рабочей температуры в теплообменнике – чем ближе она к максимальной, тем меньше срок службы прокладок. Кроме того, материал прокладок накладывает ограничения на применение рабочих сред, таких как кислоты, щелочи и пр. Паянные пластинчатые теплообменники используются при давлении до 40 бари и температуре до 350°С. Сварные – при давлении 70 бари и температуре до 540°С.
Все пластинчатые теплообменники характеризуются высокими коэффициентами теплопередачи, и как следствие, малыми габаритами, меньшей ценой, высокой ремонтопригодностью, более быстрым выходом на режим при более точном регулировании. При постоянных нагрузках их конструкция позволяет осуществлять достаточно точное  регулирование по конденсату. Кроме того, высокие скорости теплоносителей, как утверждают производители, способствуют меньшему накипеобразованию, и, как следствие, увеличению межсервисного интервала. Если требуется, площадь теплообмена  пластинчатого теплообменника можно легко увеличить или уменьшить путём оснащения дополнительными пластинами или, наоборот, демонтажем части пластин.  Следует отметить, что максимальная эффективность достигается на теплообменниках, имеющих пластины со специальным профилем, разработанным для применения на паре.

Применение

Большое распространение такие теплообменники получили в коммунальной энергетике, в теплопунктах отопления, вентиляции и ГВС. Пластинчатые теплообменники применяются там, где предъявляются повышенные требованию к небольшим габаритам и быстрый выход системы на рабочий  режим: нагрев и охлаждение воды в стерилизаторах, пастеризация молока.

Кожухопластинчатые теплообменники

Рисунок 3. Конструкция кожухопластинчатого теплообменника

Принцип действия

Кожухотрубный теплообменник представляет собой сварной пакет пластин, помещенный в цилиндрический корпус. Принцип действия почти такой же, как у пластинчатых теплообменников. Одна среда движется между гофрированными пластинами, а вторая среда в пространстве между пластинами и корпусом. Используются различные материалы, в зависимости от применения – углеродистая, нержавеющая сталь, титан, хастеллой и пр.

Преимущества и недостатки

Кожухопластинчатый теплообменник совмещает в себе все преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников. Они характеризуются высоким коэффициентом теплопередачи и стойкостью к высоким температурам и давлениям (до 900°С и до 140 бари). Недостатком можно считать неразборную конструкцию сварных пакетов пластин и трудности с их очисткой от накипи. Однако при работе на паре это не имеет значения, т.к. паровая сторона практически не дает отложений, а водяная сторона пригодна для чистки. Также существует технология постоянной очистки пакета пластин во время работы путем установки на корпусе специальных генераторов ультразвука.  
 

Применение

Кожухопластинчатые теплообменники нашли широкое применение в нефтяной и химической промышленности, теплопунктах отопления, вентиляции и ГВС, холодильной промышленности, а так же для утилизации выпаров конденсатных баков. Они одинаково хорошо регулируются как по пару, так и по конденсату.

Вернуться в начало

Выбор теплообменника

Подводя итоги, можно сказать, что каждый тип теплообменника нашел свою нишу в широком ряде производств и технологических процессов. Не редки случаи, когда возможно применение всех типов теплообменников, и выбор в каждом конкретном случае зависит от того, что является решающим фактором – тип сред, расчетные параметры, габариты, удобство эксплуатации, стоимость, а также личные предпочтения Заказчика.

Вернуться в начало

Профиль | Современный теплообменник

О СОВРЕМЕННЫХ ТЕПЛООБМЕННИКАХ

Modern, штамп «U» / AD 2000 HP 0 / EN ISO 3834-2 сертифицированная компания, имеющая опыт производства более 9000 теплообменников за последние 25 лет, превратилась в типичного эффективного и надежного разработчика и производителя кожухотрубных теплообменников. Обменники.

С 1994 года компания Modern заработала репутацию ведущего производителя кожухотрубных теплообменников.

Наша клиентура охватывает Индию, США, Великобританию, Германию, Швейцарию, Нидерланды, Данию, Австрию, Италию, Францию, Литву, Мексику, Бразилию, Южную Африку, Турцию, Египет, Малайзию, Филиппины,
Таиланд и Бангладеш.

Наша страсть к инженерному мастерству помогла нам приобрести опыт производства теплообменников с использованием экзотических металлов.

Мы работаем с экзотическими металлами для обеспечения устойчивости к коррозии в химической обрабатывающей промышленности, такой как химическая, нефтехимическая, удобрения, нефтеперерабатывающие заводы, нефть и газ, хлорные щелочи, опреснение воды, целлюлозно-бумажная промышленность и т. Д.

Нашей производственной площадкой в ​​Нави Мумбаи, Индия, с оборудованием для чистых помещений управляет квалифицированная команда инженеров, профессионалов производства и квалифицированная группа поддержки.

Стремясь войти в число наиболее уважаемых компаний в этом сегменте, мы следуем строгим системам обеспечения качества при производстве теплообменников в полном соответствии со строительными нормами ASME, EN 13445 и AD 2000, а также выполняем требования стандартов TEMA в отношении коррозионно-стойких металлов. например:

  • Хастеллой
  • Инконель
  • Инколой
  • Сплав 20
  • Сплав 904 L
  • Дуплекс
  • Супер дуплекс
  • Нержавеющая сталь

Modern управляет всей цепочкой создания стоимости — от проектирования, поиска материалов, производства, проверки, тестирования, упаковки, маркировки и транспортировки до пункта отгрузки или до конечного пункта назначения — в соответствии с международными стандартами и спецификациями проектов.

Использование новейших производственных технологий и обширное оборудование для инспекции помогают гарантировать поставку продукции высочайшего качества.

В дополнение к нашей практике обеспечения уверенности мы поддерживаем сертификаты ISO 9001: 2015, должным образом сертифицированные TUV Rheinlandindustrie Service GmbH. У нас также есть сертификат EN ISO 45001: 2018 от TUV AUSTRIA CERT GmbH.

Опыт | Современный теплообменник

Ориентируясь только на теплообменники, мы предлагаем широкий спектр кожухотрубных теплообменников от стандартных фиксированных трубных решеток до плавающих головок или съемных U-образных трубных пучков.Расчет технологического процесса и прочностные расчеты выполняются собственными силами в соответствии с требованиями заказчика. Другими словами, у нас есть решение, подходящее для множества условий процесса и применения в операциях теплопередачи.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

  • Разработано для предотвращения неравномерного распределения потока жидкости
  • Обеспечьте расчетную тепловую эффективность
  • Точные допуски на внутренние компоненты обеспечивают высокий коэффициент теплопередачи и оптимальные эксплуатационные расходы
  • Обширный анализ и тестирование сырья в соответствии со стандартами
  • Пробирки от самых надежных мировых производителей
  • Сборка пучка труб без напряжений
  • Особое внимание уделяется тепловому расширению между кожухом и трубным пучком на этапе проектирования
  • Комплексная система документации

ВОЗМОЖНОСТИ

Теплообменники для процессов с фазовым переходом
  • Конденсаторы
  • Испарители с падающей пленкой
  • Ребойлеры
Теплообменники без фазового перехода
  • Охладители и подогреватели
  • Трубчатые реакторы
Конструктивная конфигурация
  • Трубные решетки стационарные
  • Плавающая головка
  • Пучок труб U
Коды и стандарты
  • ASME
  • EN 13445
  • н.э. 2000
  • ТЕМА

теплообменников | IPIECA

Последнее рассмотрение темы: 1 февраля 2014 г.

секторов: нисходящий, средний, восходящий

Теплообменники используются для передачи тепла от одной среды к другой.Эти среды могут быть газом, жидкостью или их комбинацией. Среда может быть разделена сплошной стенкой для предотвращения смешивания или может находиться в прямом контакте. Теплообменники могут повысить энергоэффективность системы за счет передачи тепла от систем, где оно не требуется, другим системам, где оно может быть использовано с пользой.

Например, отработанное тепло в выхлопе газовой турбины, производящей электричество, может быть передано через теплообменник для кипячения воды для приведения в действие паровой турбины для выработки большего количества электроэнергии (это основа для технологии газовых турбин с комбинированным циклом).

Другим распространенным применением теплообменников является предварительный нагрев холодной жидкости, поступающей в нагретую технологическую систему, с использованием тепла от горячей жидкости, выходящей из системы. Это снижает энергозатраты, необходимые для нагрева поступающей жидкости до рабочей температуры.

  • К специальным областям применения теплообменников относятся:
  • Нагревание более холодной жидкости за счет тепла более горячей жидкости
  • Охлаждение горячей жидкости путем передачи тепла более холодной жидкости
  • Кипячение жидкости с использованием тепла более горячей жидкости
  • Кипение жидкости при конденсации более горячего газообразного флюида
  • Конденсация газообразной жидкости с помощью более холодной жидкости [Ссылка 1]

Жидкости в теплообменниках обычно текут быстро, что способствует передаче тепла за счет принудительной конвекции.Этот быстрый поток приводит к потерям давления в жидкостях. Под эффективностью теплообменников понимается то, насколько хорошо они передают тепло относительно потерь давления, которые они несут. Современная технология теплообменников сводит к минимуму потери давления, одновременно увеличивая теплопередачу и достигая других целей проектирования, таких как выдерживание высокого давления жидкости, сопротивление загрязнению и коррозии, а также возможность очистки и ремонта.

Для эффективного использования теплообменников в многопроцессном предприятии тепловые потоки следует учитывать на системном уровне, например, с помощью «пинч-анализа» [вставьте ссылку на страницу пинч-анализа].Существует специальное программное обеспечение для облегчения этого типа анализа, а также для выявления и предотвращения ситуаций, которые могут усугубить засорение теплообменника (см. Пример 1 ).

Применение технологий

Теплообменники

доступны во многих типах конструкций, каждый со своими преимуществами и ограничениями. Основные типы теплообменников:

Кожух и трубка — Наиболее распространенный тип конструкции теплообменника состоит из параллельного расположения трубок в кожухе [Рис. 1]. Одна жидкость течет по трубкам, а другая жидкость течет через кожух по трубкам. Трубки могут быть расположены в оболочке для обеспечения параллельного потока, противотока, поперечного потока или того и другого. Теплообменники также могут быть описаны как имеющие расположение труб в однопроходном, многопроходном или U-образном исполнении. Благодаря своей трубчатой ​​конструкции теплообменник этого типа может выдерживать большие давления. Теплообменник может иметь одну или две головки на кожухе и несколько впускных, выпускных, выпускных и сливных патрубков [Ссылка 2].

Рис. 1 : Поперечное сечение кожухотрубного теплообменника с одинарным проходом s, противоточной конфигурацией , большими сегментными перегородками и двумя головками кожуха [Ref 3].

Элементы отклонения потока часто устанавливаются в кожухотрубных теплообменниках для улучшения теплообмена между жидкостями за счет создания более турбулентного потока жидкости на стороне кожуха и более перпендикулярного потока через трубы. Такие элементы должны быть тщательно спроектированы, чтобы минимизировать потери давления и образование «мертвых зон».Мертвые зоны — это области медленного или остановленного потока жидкости, которые могут привести к засорению (отложению твердых частиц) в теплообменнике.

Общие функции отклонения потока включают:

  • Сегментные перегородки (расположенные в шахматном порядке перпендикулярные перегородки, каждая из которых блокирует часть стороны оболочки; см. Рисунок 1),
  • Дисковые и кольцевые перегородки — расположенные в шахматном порядке круглые и кольцевые барьеры поочередно отталкивают поток со стороны оболочки поочередно в сторону и в сторону оси оболочки
  • Спиральные перегородки, расположенные под углом для обеспечения спиралевидного обтекания стороны кожуха
  • Стержневые перегородки — решетки стержней, обычно перпендикулярные оси оболочки.Трубки проходят в осевом направлении через промежутки между стержнями
  • Вставки для трубок — вставки, такие как катушки из длинной проволоки, помещаются внутри труб для обеспечения турбулентного потока и минимизации загрязнения

Рисунок 2 — Расположение спиральных перегородок Обратите внимание, что перегородки на самом деле имеют много отверстий, позволяющих проходить трубам по всей длине кожуха. [Ссылка 4]

Другой подход к отклонению потока — это конструкция «витой трубы» от Koch Heat Transfer Company.В этой конструкции трубки сплющиваются в овалы и скручиваются в длинные спирали, а затем складываются вместе. Спиральный поток жидкостей как со стороны кожуха, так и со стороны трубы обеспечивает хорошую теплопередачу при относительно низких перепадах давления.

Рисунок 3 — Трубные вставки, выступающие из трубок кожухотрубного теплообменника 5

Рисунок 4 — Трубки теплообменника с витыми трубками и схема потока 6

Пластина и рама — тонкие параллельные пластины сложены вместе, образуя широкие параллельные каналы.Горячие и холодные жидкости проходят через чередующиеся каналы. Пластины разделены прокладкой или сваркой и могут иметь рисунок, способствующий турбулентному потоку. Пластины штабелируются вместе, и дополнительные пластины могут быть добавлены к конструкциям прокладок для увеличения теплопроизводительности. Поток может быть как параллельным, так и противотоком. Большая площадь поверхности пластин означает, что пластинчатые и рамные теплообменники могут обеспечивать больший теплообмен между двумя жидкостями для данного объема по сравнению с кожухотрубными теплообменниками.

Рисунок 5: Схема пластинчато-рамного теплообменника

Другие типы — вариации предыдущих типов теплообменников включают пластинчатый и ребристый, пластинчатый и кожух, спиральный, воздухоохладитель с мокрой поверхностью и двухтрубный.

Все теплообменники, которые обсуждались до сих пор, удерживают обе жидкости по отдельности. Однако существуют две другие категории теплообменников:

  • Открытый поток — одна жидкость содержится, а другая нет.Примеры включают автомобильный радиатор, погружной нагреватель бака, охладители с ребрами / вентилятором или воздуховоды
  • Прямой контакт — несмешивающиеся среды вступают в прямой контакт. Градирня используется для охлаждения воды, когда она распыляется в поток охлаждающего воздуха. Воздух и вода не смешиваются, но тепло передается в процессе испарения. Затем охлажденная вода собирается и возвращается на установку8. Другие теплообменники этого типа включают регенеративные колонны с вращающимся колесом и распылительные колонны. Обратите внимание, что если две жидкости не разделяются, устройство называется нагревателем или охладителем.Например, в разбрызгивателе резервуара для воды пар поглощается водой, когда она охлаждается и конденсируется.

Рисунок 6: Градирня с поперечным потоком, тип теплообменника с прямым контактом

Краткое описание преимуществ и ограничений этих типов теплообменников показано в таблице ниже:

Таблица 1: Сравнение различных типов теплообменников

  • Тип Преимущества Ограничения
  • Кожухотрубный высокоэффективный
  • Высокое рабочее давление Большой размер
  • Двойное пространство, необходимое для очистки
  • Трудно очистить кожух
  • Пластина и рама Максимальный коэффициент теплопередачи
  • Низкий перепад давления
  • Легче чистить, чем кожух и трубка
  • малый
  • Расширяемая емкость
  • Более близкие температуры Низкое рабочее давление
  • Более подвержен обрастанию более крупными частицами, чем кожухотрубный
  • Прямой контакт Большой расход
  • Низкий перепад давления
  • Высокая эффективность
  • Меньше обрастания
  • Большой размер
  • Требуется подпиточная вода
  • Потребности в химической обработке
  • Ограниченные заявки

Конфигурации потока теплообменника

Теплообменники имеют три (3) конфигурации первичного потока:

Параллельный поток — две жидкости входят в один конец теплообменника и текут в одном направлении, параллельно друг другу.В этой конструкции разница температур велика на входе, но температура жидкости на выходе будет приближаться к аналогичному значению.

Противоток — две жидкости входят на противоположных концах теплообменника и протекают встречно. В этой конструкции разница температур меньше, но более постоянна по длине теплообменника. Возможно, что нагретая текучая среда может покидать теплообменник при более высокой температуре, чем температура на выходе нагревающей текучей среды.Это наиболее эффективная конструкция из-за более высокого перепада температур по длине теплообменника.

Поперечный поток — две жидкости текут перпендикулярно друг другу.

В теплообменнике может быть несколько методов передачи тепла. Передача тепла будет происходить с использованием одного или нескольких режимов передачи, теплопроводности, конвекции или излучения.

Реализация

Правильная реализация теплообменников в многопроцессорных системах, таких как нефтеперерабатывающие заводы, требует учета сети тепловых потоков на системном уровне.Это часто выполняется с помощью «пинч-анализа», который сопоставляет доступные источники тепла в системе с потребностями в тепле с точки зрения как количества, так и температуры тепла. В помощь дизайнеру в этом процессе доступно сложное программное обеспечение. Снижение загрязнения также является соображением проектирования и может включать рассмотрение различных технологий, скоростей, байпасов для очистки отдельных HX во время работы и включение запасных теплообменников.

Аналогичным образом доступно программное обеспечение для управления загрязнением теплообменника.На основании условий процесса и выбора компонентов некоторые программные пакеты могут прогнозировать скорость, с которой теплообменники могут подвергаться загрязнению. Также доступны пакеты программного обеспечения для мониторинга загрязнения путем изучения характеристик теплообменника с течением времени. Также рассчитываются оценки затрат на очистку теплообменников по сравнению с экономической выгодой (с точки зрения снижения энергопотребления).

Технологическая зрелость

Имеется в продаже ?: Есть
Жизнеспособность на шельфе: Есть
Модернизация Браунфилда ?: Есть
Многолетний опыт работы в отрасли: 21+

Ключевые показатели

.

Область применения:

Добывающие скважины, установки FPSO, рекуперация тепла из воды или нефти, нагрев, охлаждение и конденсация воды, продуктовых сред, углеводородов и газов, нагрев или охлаждение воздуха для горения, производство пара из выхлопных газов.
КПД: 2. 80% до почти 100%
Ориентировочные капитальные затраты: Общие «практические правила» для расчета стоимости недоступны из-за большого количества доступных обменников. Затраты, которые следует учитывать, включают теплообменник, платформу или фундамент, средства управления, соединительные впускные и выпускные трубопроводы, впускные фильтры, приборы, клапаны, вентиляторы, насосы, резервуары, химикаты, резервирование, а также затраты на установку, запуск и ввод в эксплуатацию.
Ориентировочные эксплуатационные расходы: Включает текущее обслуживание, такое как очистка труб и пластин, устранение утечек, восстановление насосов, замена наполнителя градирни. Дополнительные затраты или упущенная выгода связаны с простоями завода, когда оборудование отключено. Эксплуатационные расходы включают электроэнергию для насосов, вентиляторов и средств управления, а также химикаты для очистки воды.

Потенциал сокращения выбросов парниковых газов:

Теплообменники могут значительно снизить потребность процесса в энергии, уменьшая связанные с этим выбросы парниковых газов.
Время на проектирование и монтаж: 1 неделя — 6 месяцев
Описание типового объема работ: Теплообменники используются в самых разных отраслях промышленности. Типичный проект будет рассматривать использование теплообменников во время первоначального планирования проекта, определять условия эксплуатации и составлять спецификации оборудования. Теплообменник обычно изготавливается специализированным производителем, тестируется и доставляется на объект готовым к установке.Более крупные теплообменники могут быть доставлены по частям или даже собраны или построены на объекте

Решение драйверов

Технический: Диапазоны давлений рабочих жидкостей и разность давлений между ними
Допустимый перепад давления жидкостей в теплообменнике
Температурные диапазоны рабочих жидкостей и требуемая температура приближения
Свойства рабочих жидкостей (физические свойства, таких как плотность, вязкость, удельная теплоемкость, теплопроводность, температура)
Тенденция рабочих жидкостей к засорению
Наличие воды для охлаждения
Доступное пространство
Основные коды проектирования
Избыточность
Оперативный: Сложность системы
Уровень автоматизации
Потребности в обслуживании
Коммерческий: Срок поставки
Стоимость оборудования
Паразитная потребность в электроэнергии
Выбор материала
Окружающая среда: Водные ресурсы и доступность
Температура сброса
Устранение выброса шлейфа
Разрешительные требования
Требования к шуму

Альтернативные технологии

Существуют технологии, которые можно рассматривать как альтернативу использованию теплообменников.

Пруды-охладители могут использоваться для естественного охлаждения теплой воды за счет испарения в атмосферу. Затем воду из пруда можно рециркулировать в растение в качестве охлаждающей воды. Эти пруды могут использоваться для вторичных рекреационных целей, таких как рыбалка, катание на лодках или плавание. Подпиточная вода необходима для учета потерь на испарение. Для этого варианта требуется большой участок земли.

Прямой отвод пара может снизить потребность в охлаждении технологической воды, но этот вариант игнорирует основные причины охлаждения, которые заключаются в повышении эффективности системы и сохранении воды технологического качества, а также в дополнительных количествах добавочной воды и химикатов для обработки воды.Эта опция обычно не используется, за исключением операций запуска, аварийного сброса воздуха и останова.

Модификации технологического процесса и управления могут избежать или уменьшить потребность в теплообменниках.

Операционные проблемы / риски

Теплообменники

требуют регулярного технического обслуживания для работы с высокой эффективностью и обычно требуют строгого графика капитального ремонта. Большая часть этих усилий направлена ​​на противодействие эффектам загрязнения, когда твердые частицы (например, посторонние частицы или осадки) накапливаются на поверхностях теплообменника, препятствуя передаче тепла и ограничивая поток жидкости.Химические добавки также могут предотвращать осаждение частиц и могут быть экономически эффективным средством предотвращения загрязнения.

Капитальные ремонты могут варьироваться от простых профилактических работ по техническому обслуживанию (например, промывка) до ремонтов, требующих снятия пучка труб с кожуха теплообменника для очистки. Это время простоя также следует учитывать при определении размеров теплообменников и проектировании технологической сети.

Многие теплообменники работают при высоких давлениях и температурах или с опасными жидкостями, поэтому необходимо соблюдать соответствующие рабочие процедуры, чтобы избежать рисков для персонала и сбоев системы.

Теплообменники обычно регулируются отраслевыми нормами, такими как ANSI и TEMA. Конструкции нового оборудования и любой ремонт должны соответствовать применимым нормам.

Возможности / бизнес-пример

Многие конструкции теплообменников доступны в различных материалах и могут быть адаптированы для конкретных применений, а также в стандартных конструкциях, которые доступны с минимальным временем выполнения заказа и меньшими затратами. Несколько преимуществ использования теплообменников перечислены ниже:

  • Повышение энергоэффективности производственных систем
  • Снижение расхода топлива, парниковых газов и выбросов
  • Заменить существующее оборудование из-за износа
  • Модернизация существующего оборудования до более новых, более эффективных конструкций
  • Дополнительная мощность обогрева или охлаждения в связи с увеличением производительности установки

Примеры из практики

1.Воздухо-воздушный теплообменник для рекуперации отработанного тепла
В этом исследовании рассматривается, как предприятие пищевой промышленности использовало теплообменник для рекуперации отработанного тепла технологического процесса и использовало его для нагрева рабочего воздуха.

Стремясь контролировать запах от процесса обжарки, предприятие установило новый эффективный регенеративный термический окислитель (RTO). Для экономии топлива в этот агрегат включен дополнительный впрыск топлива (SFI) в периоды низкого содержания летучих органических соединений. Чтобы еще больше снизить эксплуатационные расходы, компания стремилась утилизировать отходящее тепло от RTO для предварительного нагрева входящего воздуха.Для этого они наняли консультанта по проектированию для анализа и разработки решения HX.

Критическими расчетными факторами для этого проекта были расход воздуха, температура воздушного потока, допустимый перепад давления в системе и желаемое тепло, которое должно передаваться в теплообменник. Вторичный пластинчатый теплообменник был выбран из-за его универсальности и прочных, но поддающихся очистке пластин. Он имеет относительно низкий перепад давления, небольшую занимаемую площадь и низкие капитальные затраты, что делает его наиболее экономичным вариантом для этого применения.

Консультант проанализировал данные приложения с помощью программного обеспечения для моделирования производительности теплообменника. С помощью этого программного обеспечения они выполнили анализ пограничного слоя и отрегулировали толщину пластин и расстояние между пластинами теплообменника, чтобы максимизировать производительность.

Тепло выхлопных газов RTO использовалось для предварительного нагрева 3,3 м3 / с воздуха до примерно 88 ° C. Этот горячий воздух смешивается без бокового воздуха, чтобы обеспечить 15,6 м3 / с нагретого воздуха для блока подпиточного воздуха. Вторичный теплообменник передает примерно 1.5 млн БТЕ / ч тепла от выхлопа RTO в воздух, возвращающийся в блок подпиточного воздуха, и расчетная годовая экономия по проекту составила около 45 000 долларов США.

Источник: http://www.anguil.com/case-studies/energy-recovery/air-to-air-heat-exchanger-provides-plant-heat-and-big-savings.aspx?alttemplate=PDFCaseStudy&

2. Прогнозирование загрязнения теплообменника

Скопление отложений или загрязнений на металлических поверхностях теплообменников нефтехимических заводов является серьезной экономической и экологической проблемой во всем мире.Были сделаны оценки затрат на загрязнение, вызванные, главным образом, потерянной энергией из-за избыточного сжигания топлива, которые достигают 0,25% валового национального продукта (ВНП) промышленно развитых стран. Многие миллионы тонн выбросов углерода являются результатом этой неэффективности. Затраты, связанные, в частности, с загрязнением сырой нефтью в линиях предварительного нагрева нефтеперерабатывающих заводов по всему миру, по оценкам в 1995 г., составили порядка 4,5 млрд долларов.

В данном тематическом исследовании рассматривается использование программного обеспечения для прогнозирования обрастания французской нефтяной компанией Total.Это программное обеспечение, разработанное консалтинговой компанией по промышленному дизайну совместно с крупными нефтяными компаниями, направлено на уменьшение или даже устранение загрязнения сырой нефтью в теплообменниках предварительного нагрева. В 2002 году компания Total столкнулась с сильным обрастанием линии предварительного нагрева вскоре после реконструкции НПЗ для повышения эффективности. Это привело к значительному снижению производительности, так как печь стала узким местом. Компания Total применила программное обеспечение консалтинговой компании, которое успешно идентифицировало засоряющиеся теплообменники и указывало на варианты модернизации.Они были реализованы, что позволило решить проблему и восстановить нормальную работу системы.

Источник: http://www.ihs.com/news/overcoming-effect-oil-fouling.htm


Ссылки:

  1. Справочник по основам энергетики, Механика, Модуль 2, Теплообменники, DOE-HDBK-1018 / 1-93.
  2. Институт теплообмена, Основы кожухотрубных теплообменников.
  3. -снято-
  4. http://ru.hx-hr.com
  5. http: //www.stamixco-usa.ru / products / теплообменники / default.html
  6. http://www.oxide.co.il/en/twisted-tube.html
  7. http://www.spiraxsarco.com/resources/steam-engineering-tutorials/steam-engineering-principles-and-heat-transfer/steam-consuming-of-heat-exchangers.asp
  8. www.spxcooling.com/brands/cooling-towers/marley-cooling-tower/

Инновации в современных теплообменниках

Размещено автор: Noren Thermal

Существует множество различных методов достижения оптимальных результатов электрического охлаждения, но во многих случаях технология теплообменников обеспечивает наиболее эффективные и действенные решения.Их известный успех можно объяснить несколькими различными факторами, от более экологичных и устойчивых методов передачи тепла, которые они используют, до минимального пространства и высокой гибкости их конструкции. Для компаний, которые полагаются на теплообменники и технологии, которые они расширяют, их ежедневные преимущества значительны.

Экологичные методы передачи тепла

Сегодня теплообменники бывают самых разных размеров, форм и стилей, и для достижения своих целей используются самые разные конструкции и методы.Однако в большинстве конструкций используются аналогичные методы теплопередачи, такие как охлаждение с фазовым переходом, конвекция и теплопроводность. Эти методы включают в себя циркуляцию жидкости внутри устройства, позволяющую жидкости поглощать отработанное электрическое тепло и передавать его конструкции рассеивания тепла (например, радиатору). По сравнению с традиционными методами, которые требуют постоянного охлаждения воздуха внутри электрического шкафа, передача тепла внутри теплообменника может осуществляться с гораздо меньшими затратами и гораздо более высоким уровнем эффективности.

Универсальные решения для управления температурным режимом

Помимо использования наиболее выгодных методов теплопередачи, теплообменники также могут быть спроектированы с использованием наиболее эффективного оборудования для любого конкретного применения. Например, тепловые трубы могут изгибаться и изгибаться по мере необходимости для переноса оптимального количества жидкости при правильной скорости потока для достижения оптимального управления температурой. Холодные пластины также могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с врезанными в них путями потока и могут сочетать теплопередачу металлических пластин с охлаждающей жидкостью внутри.Каждый тип теплообменника может быть настроен или спроектирован по индивидуальному заказу в соответствии с конкретными потребностями приложения, что делает теплообменники одним из наиболее универсальных доступных решений для управления температурным режимом.

Тепловые решения, специально разработанные для большинства нужд

Проектировать индивидуальные тепловые решения проще благодаря универсальности, которую, естественно, обеспечивают теплообменники. Например, все больше приложений, помимо охлаждения корпусов, также получают выгоду от возможностей индивидуальных теплообменников.Это включает в себя формовочную промышленность, которая была преобразована с появлением специализированных тепловых трубок, известных как термические штифты. Изготовленные на заказ холодные плиты, тепловые трубы и многое другое можно использовать для таких процессов, как производство продуктов питания, напитков и фармацевтики, а также для очистки сточных вод и других экологически чистых технологий и процессов.

Для получения дополнительной информации об инновационных концепциях дизайна современных теплообменников позвоните в Noren Thermal Solutions в Тейлоре, штат Техас, по телефону 866-936-6736.

подано в соответствии с: Теплообменники

Как современные теплообменники принесли пользу и революционизировали промышленность | санкет бачут | Энергия и окружающая среда

Теплообмен — это основная технология, используемая для передачи тепла от одной жидкости к другой для поддержания температуры.В теплообменниках проходят потоки как холодной, так и горячей жидкости. Технология используется как в бытовом, так и в промышленном секторах для систем отопления, холодильников и кондиционеров. Кроме того, в таких отраслях, как нефтеперерабатывающие заводы, очистка сточных вод, химические заводы и объекты ядерной энергетики, требуются теплообменники. Теплообменники бывают разных типов для разного назначения. На промышленных предприятиях и фабриках теплообменники необходимы для оборудования, химикатов, газа, воды и других веществ, которые должны поддерживать безопасную рабочую температуру.Более того, современные теплообменники более адаптируемы и могут выполнять различные задачи. Теплообменники могут быть следующих типов:

  • Всасывающие нагреватели
  • Кожухотрубные теплообменники
  • Байонетные нагреватели

Благодаря передовой технологии теплообменники были конденсированы, что сделало их легко применимыми для малогабаритных предметов, включая кондиционеры и переносные обогреватели. Технологии снизили стоимость производства теплообменников. Сварные пластины, использовавшиеся в ранних моделях теплообменников, были заменены прессованными пластинами, которые дешевле.С другой стороны, прессованные пластины также устойчивы к коррозии и химическим реакциям. Технический прогресс в области теплообменников сделал их более привлекательными и выгодными как для крупных, так и для малых фирм. Согласно отчету, опубликованному Allied Market Research, прогнозируется, что мировой рынок теплообменников достигнет 29,31 миллиарда долларов при среднегодовом темпе роста 7,2% в период до 2026 года.

Ниже приведены некоторые из преимуществ современных теплообменников:

  • Легко расширяется: современные теплообменники легко расширяются, что увеличивает способность к теплопередаче.Его можно регулировать в соответствии с вашими требованиями к теплопередаче.
  • Легко снимается: стяжные болты снимаются и сдвигают назад подвижную раму. Кроме того, машину можно осмотреть, почистить и отремонтировать.
  • Небольшой размер и простота обслуживания: Современные теплообменники имеют небольшой размер, компактную конструкцию и низкие расходные материалы. Его легко чистить, и он не требует сложностей в обслуживании.
  • Критерии загрязнения: Факторы загрязнения в теплообменниках последнего поколения, так как большие возмущения потока не позволяют легко оседать грязь.Кроме того, пластина изготовлена ​​из коррозионно-стойкого материала, что снижает значение коэффициента загрязнения.

Помимо этого, различные компании используют усовершенствованные теплообменники для повышения качества обслуживания. Spirax Sarco представила теплообменник пар-вода. SWEP, ведущая мировая компания, представила совершенно новый паяный пластинчатый теплообменник вместе с двумя другими идеальными теплообменниками. Кроме того, Альфа Лаваль получила заказ на систему воздушного охлаждения на сумму 110 миллионов шведских крон.

SWEP представила совершенно новый паяный пластинчатый теплообменник:

SWEP, ведущие в мире паяные пластинчатые теплообменники, представила паяные пластинчатые теплообменники (BHPE) на крупнейшей выставке в Южной Азии для систем кондиционирования, вентиляции, отопления и интеллектуальные здания. Согласно SWEP, он будет полезен для высокоэффективных конденсаторов и испарителей в водяных чиллерах и тепловых насосах. Компания разработала BHPE с использованием инновационной технологии асимметричного дизайна.BHPE может уменьшить падение давления воды и заправку хладагента при улучшении теплопередачи.

Кроме того, SWEP представила на выставке свои идеальные BHPE B649 и 320HT для сетей централизованного охлаждения и теплоснабжения.

Spirax Sarco запускает пароводяной теплообменник для установок с ограниченным пространством:

Компания Spirax Sarco, британский производитель паровых систем, расширила границы своего дизайна, добавив пароводяной теплообменник для ограниченно расположенные растения.Теплообменник обеспечивает максимальную мгновенную подачу горячей воды при постоянной температуре. Кроме того, инновационная конструкция змеевика требует всего 39 квадратных футов площади. Теплообменник помогает снизить затраты на электроэнергию за счет повышения производительности. По словам менеджера по продукции компании, теплообменники spiralHeat заполнили пробел в продуктах для компаний с небольшими заводами, предоставив компактное и экономичное решение, которое легко и быстро устанавливается.Кроме того, добавил он, каждый блок конфигурируется в соответствии с требованиями заказчика, предварительно собран и протестирован, что сводит к минимуму затраты на установку на месте расположения заказчика. Кроме того, кожух и змеевик из нержавеющей стали продлевают срок его службы, а изолированная рубашка, которая снижает затраты на электроэнергию за счет уменьшения потерь тепла, является дополнительными характеристиками, которые делают его рентабельным для клиентов. Теплообменник SpiralHeat стабилен для применения в системах горячего водоснабжения с низкими температурами, таких как мойка, стирка и отопление зданий.

Альфа Лаваль получила заказ на сумму 110 миллионов шведских крон от газоперерабатывающего завода:

Альфа Лаваль, ведущая компания в области теплообмена, разделения и обработки жидкостей, недавно получила заказ на поставку воздуха. системы охлаждения от газоперерабатывающего завода в США. Стоимость заказа составляет около 110 миллионов шведских крон.

В заказ входят системы воздушного охлаждения Альфа Лаваль Ниагара. Кроме того, охладители будут использоваться в составе холодильной системы для разделения природного газа на его потоки — бутан, пропан и этан.

Технологические разработки теплообменников сделали их более полезными для различных целей, и, следовательно, скорость их внедрения промышленными предприятиями и компаниями была увеличена. Кроме того, низкая стоимость энергии, экономическая эффективность и размер сделали его более востребованным в промышленном и бытовом секторах.

Новый подход может улучшить теплообменники HVAC в пять раз

PROVIDENCE, RI [Университет Брауна] — Исследователи из Университета Цинхуа и Университета Брауна обнаружили простой способ значительно ускорить турбулентный теплообмен, метод переноса тепла, широко используемый в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). системы.

В статье, опубликованной в Nature Communications, исследователи показывают, что добавление легкодоступного органического растворителя к обычным системам турбулентного теплообмена на водной основе может повысить их способность отводить тепло на 500%. По словам исследователей, это намного лучше, чем другие методы, направленные на увеличение теплопередачи.

«Другие методы увеличения теплового потока — добавки наночастиц или другие методы — достигли в лучшем случае примерно 50% улучшения», — сказал Варгез Матхай, научный сотрудник Брауна и соавтор исследования, который работал с Чао Сан. профессор Цинхуа, придумавший эту идею.«Мы достигаем здесь в 10 раз больше улучшений, чем другие методы, и это действительно очень интересно».

Турбулентные теплообменники — это довольно простые устройства, которые используют естественные движения жидкости для перемещения тепла. Они состоят из горячей поверхности, холодной поверхности и промежуточного резервуара с жидкостью. Вблизи горячей поверхности жидкость нагревается, становится менее плотной и образует теплые шлейфы, поднимающиеся к холодной стороне. Там жидкость теряет тепло, становится более плотной и образует холодные шлейфы, которые опускаются обратно к горячей стороне.Круговорот воды служит для регулирования температуры каждой поверхности. По словам исследователей, этот тип теплообмена является основным продуктом современных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, широко используемых в домашних обогревателях и установках кондиционирования воздуха.

В 2015 году у Sun возникла идея использовать органический компонент, известный как гидрофторэфир или HFE, для ускорения круговорота тепла внутри такого теплообменника. HFE иногда используется в качестве единственной жидкости в теплообменниках, но Sun подозревает, что он может обладать более интересными свойствами в качестве добавки в системах на водной основе.Работая с одним из первых авторов исследования Зики Ван, Матхай и Сан экспериментировали с добавлением небольших количеств HFE и после трех лет работы смогли максимизировать его эффективность в ускорении теплообмена. Команда показала, что концентрация около 1% HFE приводит к значительному увеличению теплового потока до 500%.

Используя методы высокоскоростной визуализации и лазерной диагностики, исследователи смогли показать, как работает усиление HFE. Находясь рядом с горячей стороной теплообменника, глобулы HFE быстро закипают, образуя двухфазные пузырьки пара и жидкости, которые быстро поднимаются к холодной пластине наверху.На холодной пластине пузырьки теряют тепло и опускаются в жидком виде. Исследователи показали, что пузырьки влияют на общий тепловой поток двумя способами. Сами пузырьки уносят значительное количество тепла от горячей стороны, но они также увеличивают скорость подъема и опускания окружающих водяных шлейфов.

«Это в основном возбуждает систему и заставляет шлейфы двигаться быстрее», — сказал Сан. «В сочетании с теплом, которое переносят сами пузырьки, мы получаем резкое улучшение теплопередачи.”

Исследователи считают, что это возбуждающее действие может иметь и другие применения. Это может быть полезно в системах, предназначенных для смешивания двух или более жидкостей. Дополнительное перемешивание способствует более быстрому и полному перемешиванию.

Исследователи отметили, что конкретная добавка, которую они использовали, — HFE7000 — не вызывает коррозии, не воспламеняется и не наносит вреда озону. Одно ограничение заключается в том, что этот подход работает только с вертикальными системами теплообмена — теми, которые перемещают тепло от нижней пластины к верхней.В настоящее время он не работает с параллельными системами, хотя исследователи рассматривают способы адаптации этого метода. Тем не менее, вертикальные теплообменники широко используются, и это исследование показало простой способ их значительного улучшения.

«Этот двухфазный подход приводит к очень большому увеличению теплового потока с минимальными модификациями существующих систем отопления и охлаждения», — сказал Матхай. «Мы думаем, что это обещает революцию в теплообмене в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и других крупномасштабных приложениях.”

(PDF) Тепловые трубы в современных теплообменниках

[3] Л.Л. Васильев, В.М. Богданов, патент СССР 174411 «Тепловая труба», Б.И. № 24, 30.06.1992, 1992.

[4] C. Kren, C. Schweigler, F. Ziegler, E ffi cient Li-Br абсорбционные чиллеры для европейского рынка кондиционирования воздуха, in:

ISHPC’02 Proceedings of the Международная конференция по сорбционным тепловым насосам, Шанхай, Китай, 24–27 сентября

2002, стр. 76–83.

[5] Л.Л. Васильев, Л.Е. Канончик, А.Кулаков, А.А. Анту, цеолит NaX, углеродное волокно и CaCl2 / аммиак

реакторы для тепловых насосов и холодильников, журнал адсорбции, США (2) (1996) 311–316.

[6] Б. Спиннер, Д. Ститу, П.Г. Грини, Каскадные сорбционные машины: новые концепции для управления мощностью твердого газа

Термохимические системы: к устойчивым технологиям, в: Proceedings of the Absorption Heat Pump Con-

ference, Montreal, Canada, vol. 2, 17–20 сентября 1996 г., стр. 531–538.

[7] R.Z. Ван, Исследования адсорбционного охлаждения в SJTU, в: Материалы IV Минского международного семинара «Тепловые

трубы, тепловые насосы, холодильники», Минск, Беларусь, 4–7 сентября 2000 г., стр. 104–114.

[8] В.А. Бабенко, Л. Канончик, Л.Л. Васильев, Интенсификация тепломассопереноса в твердых сорбционных системах,

Энхан. Теплообмен 5 (1998) 111–125.

[9] Л.Л. Васильев, Л.Е. Канончик, А.А. Антух, А.Г. Кулаков, И. Розин, Твердые сорбционные охладители, работающие на отработанном тепле,

Технический документ SAE 941580, 24-я Международная конференция по экологическим системам и 5-й Европейский симпозиум

по системам контроля космической среды, Фридрихсхафен, Германия, 20–23 июня 1994 г. .

[10] Л.Л. Васильев, Л.Е. Канончик, А.А. Антух, А.Г. Кулаков, В.К. Куликовский, Твердые сорбционные охладители

, управляемые отходящим теплом, с тепловыми трубками для терморегулирования, J. Адсорбция. (США) (1) (1995) 303–312.

[11] Л.Л. Васильев, Д.А. Мишкинис, А.А. Антух, А.Г. Кулаков, Л.Л. Васильев-младший, Твердотельный сорбционный холодильник с тепловыми трубками и обогревом

// Материалы XIX Международного конгресса по холода. IIIa, Голландия, 1995,

с.200–208.

[12] Л.Л. Васильев, Д.А. Мишкинис, А.А. Антух, А.Г. Кулаков, Л.Л. Васильев мл., Твердотельные сорбционные машины на тепловых трубах

// Материалы международного форума «Тепломассообмен –– 96», Минск, Беларусь, 1996, с. 183–

192.

[13] Л.Л. Васильев, Д. Никанпур, А. Антух, К. Снельсон, Л. Васильев-младший, А. Лебру, Multisalt –– углеродный химический охладитель

для космического применения, в: Труды Международной конференции. Конференция по сорбционным тепловым насосам, Мюнхен, Германия,

, 24–26 марта 1999 г., стр.579–584.

[14] Л.Л. Васильев, А. Антух, В. Мазюк, А. Кулаков, М. Рабецкий, Л. Васильев-младший, О Се Мин, Миниатюрные тепловые трубки

экспериментальный анализ и разработка программного обеспечения // Труды 12-я Международная конференция по тепловым трубам

«Наука, технология, применение тепловых труб», Москва – Кострома – Москва, Россия, 19–24 мая 2002 г., стр. 329–335.

[15] В. Мазюк, А. Кулаков, М. Рабецкий, Л. Васильев, М. Вукович, Тепловые характеристики миниатюрных тепловых трубок

Инструмент прогнозирования –– разработка программного обеспечения, Прил.Thermal Eng. 21 (2001) 559–571.

[16] Л.Л. Васильев и др., Устройство теплопередачи, Патент США № 455966, 26 ноября 1985 г.

[17] Л.Л. Васильев, Л.А. Канончик, Ф.Ф. Молодкин, М. Рабецкий, Адсорбционный тепловой насос с использованием углеродного волокна / тепловых трубок Nh4 и

, в: Труды 5-й конференции МЭА по тепловым насосам, Торонто, Канада, 22–26 сентября 1996 г., стр.

35–43.

[18] Л.Л. Васильев, Д.А. Мишкинис, А.А. Антух, Л.Л.Васильев мл., Солнечно-газовый твердотельный сорбционный холодильник, Журн.Адсорб. 7

(2001) 149–161.

[19] Л.Л. Васильев, Д.А. Мишкинис, А.А. Антух Л.Л. Васильев-мл. Солнечно-газовый твердосорбционный тепловой насос // Прикл. Тепловой

Eng. 21 (2001) 573–583.

[20] Л.Л. Васильев, Л.Л. Васильев-мл., Двухфазная система терморегулирования с петлевой тепловой трубкой и твердым сорбционным охладителем,

SAE Technical Paper Series 2000-01-2492, 2000.

[21] Л.Л. Васильев , Сорбционные машины с терморегулятором с тепловыми трубками, в: Труды Международной конференции по сорбционным

по тепловым насосам, Шанхай, Китай, 24–27 сентября 2002 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *