на главную
карта сайта
 
   

Поиск по яндексу

Статьи

11 февраля 2013

Теплообменники сегодня: популярные виды теплообменников, параметры, обслуживание, уход

Объемы производств увеличиваются, а энергетические мощности становятся все более впечатляющими. Сферы применения теплообменников неуклонно растут, на изготовление теплообменного оборудования уходит все больше средств и материалов. Специалисты по разработке теплообменного оборудования озабочены необходимостью уменьшения массы и размеров теплообменников и одновременного увеличения эффективности их работы, а также кпд.

Современные технологии позволяют использовать новые элементы в конструкции теплообменников, что позволяет увеличить интенсификацию процесса в теплообменных аппаратах. Схемы работы становятся все сложнее. Современный теплообменник существенно отличается от своих аналогов, разработанных в 1974, 1979, 1986 и 2006 годах.

ГОСТы на теплообменники

Список ГОСТов для теплообменных аппаратов

ГОСТ Р ИСО 13706-2006 Аппараты воздушного охлаждения. Технические требования.

Стандарт 2006 года предусматривает рекомендации и требования по проектированию, изготовлению, подбору материалов, контролю, проведению испытаний, подготовке и выгрузке аппаратов воздушного охлаждения (аво или теплообменники воздушного охлаждения) для последующего использования в газовой и нефтяной промышленности.

Данный ГОСТ применим к аво, предназначенным для работы в различных средах в горизонтальными трубными пучками, основные его требования допускается использовать и в других конфигурациях.

ГОСТ 4.429-86 Системы показателей качества. Теплообменное ТЭС оборудование. Номенклатура показателей.

Здесь учитывается номенклатура показателей качества теплообменников тепловых электростанций, отопительно-производственных, отопительных и производственных котельных, тепловых сетей, включаемых на НИР в ТЗ по определению перспектив развития. Стандарт распространим на большую группу продукции «Теплообменники ТЭС».

ГОСТ 2.789-74 Конструкторская документация единая система. Условные графические обозначения. Теплообменные аппараты.

Стандарт регламентирует способы графических изображений теплообменных аппаратов в конструкторской документации различных отраслей промышленности.

ГОСТ 23693-79 Соединения труб с коллекторами теплообменников и трубными решетками. Список требований к типовым технологическим процессам закрепления труб энергией взрывов специализированных веществ.

Правила стандарта распространяются на технологические процессы закрепления труб в коллекторах теплообменников и трубных решетках с применением прессовки труб посредством

взрыва взрывчатых веществ. Также данный стандарт предусматривает требования к технологическому процессу изготовления, ремонту.

Требования стандарта не распространяются на строительные и монтажные работы.

ГОСТ 23692-79 Соединения труб с коллекторами теплообменников и трубными решетками. Список требований к типовым технологическим процессам закрепления труб энергией взрывов специализированных веществ.

Правила стандарта распространяются на технологические процессы закрепления труб в коллекторах теплообменников и трубных решетках с применением прессовки труб посредством энергии электрического взрыва проводников. Также данный стандарт предусматривает требования к технологическому процессу изготовления, ремонту.

ГОСТ 23691-79 Соединения труб с коллекторами теплообменников и трубными решетками. Прессовка труб посредством источников импульсного давления. Нормы, общие положения

Стандарт предусматривает нормы для соединений труб, выполненных с использованием импульсного давления при электрическом взрыве проводников и взрыве специальных веществ. На строительные и монтажные работы стандарт не распространяется.

ГОСТ 11875-88 Теплообменники с барабанами вращающимися, общего назначения. Холодильное оборудование. Размеры и параметры.

Стандарт предусматривает параметры и размеры холодильного оборудования с вращающимися барабанами общего назначения. Нормы распространяются на оборудование, используемое в химической промышленности, а также других видах промышленности для понижения температуры взрывобезопасных сыпучих материалов. На барабанные холодильные аппараты для керамзитовой и цементной промышленности стандарт не распространяется.

ГОСТ Р 51364-99 АВО - аппараты воздушного охлаждения. Технические условия.

Стандарт предусматривает нормы технических условий для аво (аппаратов воздушного охлаждения), предназначенных для охлаждения парожидкостных, жидкостных, газовых сред в различных процессах нефтяной, газовой, нефтегазовой, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где используется давление среды не превышающее 16,0 Мпа или под вакуумом (остаточное давление не опускается ниже показателя 665 Па, показатели температуры не превышают 400 градусов по Цельсию).

ГОСТ 15518-87 Пластинчатые теплообменники. Параметры, типы, основные размеры.

Стандарт предусматривает нормы параметров, типов и основных размеров для пластинчатых теплообменников с поверхностью от 1 до 800 квадратных метров, работающие при значениях избыточного давления не ниже 0,002 Мпа и значениях температур рабочих сред от -70 до +200 градусов по Цельсию.

Виды теплообменников

Классифицировать теплообменники можно по нескольким параметрам.

по способу теплообмена (передачи теплоты): смесительные теплообменные аппараты и теплообменники поверхностного типа

поверхностные по способу контакта: регенеративные и рекуперативные

Основные типы теплообменников, встречающиеся в продаже:

  1. Витые теплообменники
  2. Графитовые теплообменники
  3. Двухтрубные теплообменные аппараты типа “труба в трубе”
  4. Кожухотрубчатые теплообменники
  5. Оросительные теплообменные аппараты
  6. Пластинчатые теплообменники
  7. Погружные теплообменные аппараты
  8. Ребристые теплообменники
  9. Спиральные теплообменные аппараты
  10. Элементные (секционные) теплообменники

Наиболее востребованными остаются кожухотрубчатые теплообменники. Остановимся на них подробнее. Что представляет собой кожухотрубчатый теплообменник?

Основными элементами этого теплообменного аппарата являются:

  • корпус
  • трубные решетки
  • трубные пучки
  • крышки
  • патрубки

Концы труб могут крепиться в трубных решетках развальцовкой, пайкой и сваркой.

В трубном и межтрубном пространстве могут быть установлены перегородки для интенсификации теплообмена и увеличения скорости теплоносителей.

Виды кожухотрубчатых теплообменников:

  • горизонтальные кожухотрубчатые теплообменники
  • вертикальные кожухотрубчатые теплообменники
  • наклонные кожухотрубчатые теплообменники

Еще одна классификация теплообменников кожухотрубных:

жесткие кожухотрубчатые теплообменники полужесткие кожухотрубчатые теплообменники нежесткие кожухотрубчатые теплообменники

Жесткие теплообменники кожухотрубные используются при небольших перепадах температур в корпусе и трубном пучке. Отличаются простотой конструкции.

Нежесткие теплообменники кожухотрубного типа устроены таким образом, что допускается возможность независимого перемещения труб теплообменника и корпуса для устранения или уменьшения дополнительных напряжений от перепадов температур.

Подвижность конструкции обеспечивается с помощью сальникового уплотнения на патрубке или корпусе и трубным пучком U-образного типа, также в соединении используется трубная решетка открытого или закрытого типа.

Полужесткие кожухотрубчатые теплообменники компенсируют температурные деформации путем осевого сжатия или расширением компенсаторов (устанавливаются на корпусе). Если перепады температур не превышают значений 10-15 мм, а давление в межтрубном пространстве не превышает 2,5 кгс/см кв., то полужесткая конструкция обеспечивает надежную компенсацию температурных деформаций.

Теплообменники: параметры

Самый распространенный тип теплообменных аппаратов – рекуперативный. Различные виды рекуперативных теплообменников используются в инженерной оснастке, строительстве и обустройстве.

Поэтому логично будет рассмотреть параметры теплообменников на примере рекуперативного теплообменника.

Рекуперативные теплообменные аппараты характеризуются:

  • размером поверхности теплообмена теплообменника
  • коэффициентом теплопередачи

Параметры задают характеристики теплообменного аппарата: рабочие температура и давление, поверхность теплообмена, конструкционный материал, наличие температурных напряжений.

Популярные сегодня теплообменники, их использование

Где используют теплообменники? По сути теплообменный аппарат необходим в любой конструкции, предусматривающей нагрев или охлаждение некоего вещества (холодильники, обогреватели и т.п.). Также теплообменные аппараты используют в чиллерах, кондиционерах, рекуператорах, сплит-системах.

Другие примеры использования теплообменников. Аппараты используются в системах на основе эффекта тепловых насосов.

К таким системам относятся методы использования в качестве тепловых источников грунтовых вод и водоемов.

Пластинчатые или кожухотрубные теплообменники?

В климатических системах (сплит-системы, кондиционеры, обогреватели и т.п.) все чаще предпочитают использовать именно пластинчатые теплообменники. При меньшей площади они более эффективны. Однако использование кожухотрубных теплообменных аппаратов по-прежнему актуально.

Обслуживание теплообменников

Чаще всего теплообменники работают в приборах, рассчитанных на круглосуточное и круглогодичное использование. Поэтому, важно сохранить параметры системы, в которой используется теплообменник. При изменении каких-либо параметров, справедливо сделать вывод, что теплообменник мог выйти из строя или снизить эффективность работы в силу неких причин.

Отметим, что обслуживание различных типов теплообменников имеет свои особенности. Для исправности системы необходим регулярный осмотр, техобслуживание и соответствующий уход.

Если есть подозрение на снижение эффективности работы теплообменного элемента, необходимо проверить состояние поверхностей теплообмена. Особенно важно следить за поверхностями теплообменников, соприкасающимися с водой. Часто низкое качество и высокая жесткость становятся причинами образования на контактирующих поверхностях теплообменника отложений солей, которые снижают теплопроводность. В этом отношении кожухотрубчатые теплообменники выигрывают у пластинчатых, так как отложение толщиной 0,05-0,1 мм для пластинчатых теплообменных аппаратов уже критично, а для кожухотрубных – норма.

Для решения подобных проблем имеется много решений. Раньше для удаления солевого налета использовали только химические способы. Сегодня можно воспользоваться ультразвуковой чисткой.

Отметим, что чистку блоков с пластинчатыми теплообменниками необходимо проводить как минимум не реже 1 раза в год, для районов с высокой жесткостью воды – раз в полгода.

При соответствующем уходе и обслуживании теплообменные аппараты служат без ремонта до 20 лет и более. Для климатического оборудования 20 лет – критичный срок, после которого требуется полная замена системы. Промышленные теплообменники можно отправить на восстановительную процедуру, после которой они снова смогут вернуться в работу.



перейти в раздел Статьи
 
 
 
Карта сайта
разработка - веб-студия Юнона
© Спецнефтехиммаш 2008