Стандартный расчет теплообменника. Теплообменник - особенности конструкции и применения.

Тип: 

  Пластинчатый теплообменник

 

Пластинчатый теплообменник служит для обмена тепловой энергии между двумя субстанциями (теплоносителями). Теплообменник может работать как для нагрева, так и для охлаждения жидкости.

Основное использование пластинчатых теплообменников - центральное отопление, горячее водоснабжение, отопление пола, зеленых газонов, басейнов.

Теплообменник состоит из паянных между собой рыфленных нержавеющих пластин, между которыми имеется пространство для теплоносителя, и отличаются между собой площей рабочей поверхности, пропускной способностью, выдерживаемой рабочей температурой.

Особенности наладки вращающихся печи с циклонными теплообменниками

В отечественной и зарубежной цементной промышленности работает сейчас более 100 печных установок с циклонными теплообменниками.

На заводах установлены теплообменники фирм: "Гумбольдт" с вертикальным расположением циклонов; "Крупп" с компоновкой циклонов в одной горизонтальной плоскости; "Полизиус", в которых парные циклонные теплообменники работают вместе с одним шахтным завихрителей; "Смидт", представляющие собой два коаксиально расположенных циклона (циклон в циклоне).

Принцип работы всех указанных теплообменников в теплотехническом отношении идентичен.

До поступления в печь сухая негранулированная сырьевая смесь, находясь во взвешенном состоянии, подвергается в циклонных теплообменниках воздействию горячих отходящих газов, что обеспечивает интенсивный теплообмен между материалом и газами, улучшение теплоиспользования в коротких вращающихся печах и повышение их производительности. В циклоне любой конструкции теплообмен осуществляется по принципу прямотока газов и материала, а теплообмен во всей системе циклонов - по принципу противотока.
 

Расчет теплообменника

Расчет теплообменника производится инженерами нашей Компании, исходя из параметров, которые определяются Заказчиком. Стандартные параметры, требуемые для расчета, находятся в опросных листах ниже.

Все, что нужно сделать для расчета теплообменника, это заполнить опросный лист и отправить его нам любым удобным Вам способом.

В течение нескольких часов проект теплообменника будет готов и отправлен Вам.
В некоторых случаях, если теплообменник сложной конструкции или рассчитывается для специфических сред, расчет теплообменника может занять больше времени.

Если у Вас возникли какие-то сложности с определением параметров для расчета, Вы всегда можете обратиться в ближайшее Представительство нашей Компании и задать интересующие Вас вопросы нашим проектировщикам.

Теплообменник горячего водоснабжения является основным и вспомогательным оснащением сетей оборудования, выполняющего функции испарителя и подогревателя, и такие функции, где используется процесс теплообмена.

Правильный выбор теплообменника, предназначенного для охлаждения или обогрева, может обеспечить долгую бесперебойную работу системы.

Наша компания предлагает теплообменники по приемлемой цене. Однако для правильного подбора оборудования необходимо предварительно выполнить расчет теплообменника, который может помочь выбрать соответствующее по размерам и производительности оборудование.

Такой расчет позволит избежать лишних затрат при организации горячего водоснабжения и системы отопления.

Правильный выбор необходимых теплообменников можно сделать лишь с учетом всех параметров работы будущей системы теплообмена. Благодаря предварительному проектированию и консультации наших профессионалов вы можете избежать возможных ошибок, что предотвратит лишние финансовые затраты.

Для проведения расчета можете связаться с нами по указанному телефонному номеру.

Теплообменник - особенности конструкции и применения.

Теплообме́нник— устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя теплоносителями, имеющими различные температуры. По принципу действия теплообменники подразделяются на рекуператоры и регенераторы. В рекуператорах движущиеся теплоносители разделены стенкой. К этому типу относится большинство теплообменников различных конструкций. В регенеративных теплообменниках горячий и холодный теплоносители контактируют с одной и той же поверхностью поочередно.

Теплота накапливается в стенке при контакте с горячим теплоносителем и отдается при контакте с холодным,как,например, в кауперах доменных печей. Теплообменники применяются в технологических процессах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, атомной, холодильной, газовой и других отраслях промышленности, в энергетике и коммунальном хозяйстве.

От условий применения зависит конструкция теплообменника. Существуют аппараты, в которых одновременно с процессами теплообмена протекают и смежные процессы, такие как фазовые превращения, например, конденсация, испарение, смешение. Такие аппараты имеют свои наименования: конденсаторы, испарители, градирни, конденсаторы смешения. В зависимости от направления движения теплоносителей рекуперативные теплообменники могут быть прямоточными при параллельном движении в одном направлении, противоточными при параллельном встречном движении, а также при взаимно перпендикулярном движении двух взаимодействующих сред.

Теплообменник для газовой промышленности

Наиболее распространённые в промышленности рекуперативные теплообменники[1]:

    Кожухотрубные теплообменники,
    Элементные (секционные) теплообменники,
    Двухтрубные теплообменники типа "труба в трубе"[2],
    Витые теплообменники,
    Погружные теплообменники,
    Оросительные теплообменники,
    Ребристые теплообменники,
    Спиральные теплообменники,
    Пластинчатые теплообменники,

Основные типы рекуперативных теплообменников.

’’’Кожухотрубные теплообменники.’’’ К корпусу, кожуху по торцам приварены трубные решетки, в которых закреплены пучки труб. В основном трубы в решетках крепятся с уплотнением развальцовкой или каким то другим способом в зависимости от материала труб. Трубные решетки закрываются крышками на прокладках и болтах. На корпусе имеются патрубки, через которые один теплоноситель проходит через трубное пространство. Второй теплоноситель через патрубки на крышках проходит по трубам. Во многоходовом теплообменнике в корпусе и крышках установлены перегородки для повышения скорости теплоносителей. Для увеличения теплоотдачи применяют оребрение теплообменных труб, которое выполняется или накаткой или навивкой ленты. В случае необходимости конструкция аппарата должна предусматривать его очистку.

′′′Элементные теплообменники′′′. Каждый элемент такого аппарата представляет собой простейший кожухотрубный теплообменник без перегородок. Такие аппараты допускают при этом более высокое давление. Однако такая конструкция получается более громоздкой и тяжёлой, чем кожухотрубный аппарат.

′′′Погружные теплообменники′′′. В погружном змеевиковом теплообменнике один теплоноситель движется по змеевику, погруженному в бак с другим жидким теплоносителем. Скорость жидкости в межтрубном пространстве незначительна и, следовательно, теплоотдача от жидкости сравнительно невелика. Такие теплообменники находят применение благодаря своей простоте и дешевизне в небольших установках.

′′′Теплообменники типа "труба в трубе"′′′. Теплообменный элемент такого аппарата показан на рисунке. Отдельные элементы соединены между собой патрубками и калачами, образуя цельный аппарат необходимого размера. Эти теплообменники находят себе применение при небольших расходах теплоносителей и при высоких давлениях.

′′′Оросительные теплообменники′′′. Такой тип теплообменников применяется главным образом в качестве конденсаторов в холодильных установок. Оросительный теплообменник представляет собой змеевик из горизонтальных труб, размещённых в вертикальной плоскости в виде ряда параллельных секций. Над каждым рядом находится жёлоб, из которого струйками стекает охлаждающая вода на теплообменные тубы, омывая их наружную поверхность. При этом часть охлаждающей воды испаряется. Оставшаяся вода возвращается насосом,а потери компенсируются из водопровода. Эти теплообменники устанавливаются на открытом воздухе и ограждаются деревянными решетками, чтобы уменьшить унос воды.

′′′Графитовые теплообменники′′′. Теплообменники для химически агрессивных сред изготовляют из блоков графита, который пропитывают специальными смолами для устранения пористости. Графит отличается хорошей теплопроводностью. В блоках просверливают каналы для теплоносителей. Блоки уплотняются между собой прокладками из резины или тефлона и стягиваются крышками со стяжками.

Теплообменники пластинчатые. Такие теплообменники состоят из набора пластин, в которых отштампованы волнистые поверхности и каналы для протока жидкости. Пластины уплотняются между собой резиновыми прокладками и стяжками. Такой теплообменник прост в изготовлении, легко модифицируется (добавляются или убираются пластины), его легко чистить, у него высокий коэффициент теплопередачи, но его нельзя применять при высоких давлениях.

Пластинчато-ребристый теплообменник. Теплообменник такого типа в отличие от пластинчатого теплообменника состоит из системы разделительных пластин, между которыми находятся ребристые поверхности - насадки, присоединенные к пластинам методом пайки в вакууме. С боков каналы ограничиваются брусками, поддерживающими пластины и образующие закрытые каналы. Таким образом, в основу оребренного пластинчатого теплообменника положена жесткая и прочная цельнопаянная теплообменная матрица, построенная по сотовому принципу и работоспособная (даже в исполнении из алюминиевых сплавов) до давления 100 атм. и выше. В пластинчато-ребристых теплообменниках существует большое количество насадок, что позволяет подбирать геометрию каналов со стороны каждого из потоков, реализовывая оптимальную конструкцию. Основные достоинства данного типа теплообменников - компактность (до 4000 м2/м3) и легкость. Последнее обеспечивается за счет применения при изготовлении теплообменной матрицы пакета из тонколистовых деталей из легких алюминиевых сплавов.

Оребрённо-пластинчатые теплообменники. Такой теплообменник состоит из тонкостенных оребренных панелей, изготовленных методом высокочастотной сварки, соединенные поочередно с поворотом на 90 градусов. За счет конструкции, а также многообразия используемых материалов достигаются высокие температуры теплоносителей, небольшие гидравлические сопротивления, высокие показатели отношения телепередающей площади к массе теплообменника, длительный срок службы, низкая стоимость и др. Часто используются для утилизации тепла отходящих газов.

Теплообменники спиральные. Теплообменник представляет собой два спиральных канала, навитых из рулонного материала вокруг центральной разде­лительной перегородки — керна, среды движутся по каналам. Одно из назначений спиральных тепло­обменников —нагревание и охлаждение высоковязких жидкостей.

При выборе между пластинчатыми и кожухотрубными теплообменниками предпочтительными являются пластинчатые, коэффициент теплопередачи которых более чем в три раза больше, чем у традиционных кожухотрубных.[1] Кроме того, у пластинчатых теплообменников занимаемая площадь в 3-4 раза меньше, чем у кожухотрубных.[3]. В то же время иностранные пластинчатые теплообменники, оснащённые средствами автоматики, регулирования и надёжной арматурой, позволяют снизить количество теплоносителя, идущего на нагрев воды. А значит, и диаметры трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры, снизить нагрузки на сетевые насосы и, соответственно, уменьшить потребление электроэнергии. В последнее время стали появляться современные отечественные кожухотрубные теплообменники, оснащенные трубками, профилированными таким образом, чтобы рост гидравлического сопротивления ненамного превышал рост теплоотдачи вследствие применения турбулизаторов потока.

Это достигается накаткой на внешней поверхности трубы кольцевых или винтообразных канавок, вследствие образования которых на внутренней поверхности трубы образуются плавно очерченные выступы небольшой высоты, интенсифицирующие теплоотдачу в трубах. Данная технология, в дополнение к таким важным показателям как высокая надежность (также при гидравлическом ударе) и меньшая стоимость, дает отечественному кожухотрубному оборудованию дополнительные преимущества по сравнению с иностранными пластинчатыми аналогами. Но это преимущество исчезает при первой промывке такого теплообменника, т.к. очистка внутренних поверхностей трубок с винтообразными канавками практически невозможна и ведет к быстрому выходу такого теплообменника из строя. Серьёзной проблемой является коррозия теплообменников. Для защиты от коррозии применяется газотермическое напыление трубных досок, труб пароперегревателей. Это относится не только к кожухотрубным теплообменникам, изготовленным из углеродистой стали. Пластины пластинчатых теплообменников в подавляющем большинстве изготавливаются из коррозионно-стойкой жаропрочной стали, но несмотря на этот факт также подвержены питтинговой коррозии при использовании неингибированных теплоносителей.