Пластинчатые теплообменники

Пластинчатый теплообменник предназначен для переноса тепла между различными средами, причем парами рабочих сред могут служить как пар-жидкость, так и жидкость-жидкость.

Теплопередающей поверхностью служат тонкие штампованные гофрированные пластины.

Теплоносители движутся в теплообменнике между соседними пластинами по щелевым каналам сложной формы. Каналы для теплоносителя, отдающего и принимающего тепло, следуют друг за другом, чередуясь.

Тонкие гофрированные пластины имеют небольшое термическое сопротивление и, кроме того, обеспечивают турбулентность потока теплоносителя, в связи с чем теплообменники такого типа обладают высокой эффективностью теплопередачи.

Герметичность каналов, по которым движутся теплоносители, и их распределение по каналам обеспечивается резиновыми уплотнителями, расположенными по периметру пластины.

Одно из этих уплотнений охватывает два отверстия по углам пластины, через которые теплоноситель входит в канал между пластинами и выходит из него. Поток встречного теплоносителя проходит транзитом через другие два отверстия, которые дополнительно изолированы кольцевыми уплотнениями. Герметичность каналов обеспечивается двойным уплотнением вокруг входных и выходных отверстий. В случае повреждения уплотнения теплоноситель вытекает наружу через специальные канавки (на рисунке показаны стрелками). Это помогает определить нарушение герметичности визуально и быстро заменить уплотнение.

Схема движения и распределения потока теплоносителей по каналу

В теплообменнике после сборки пластины стягиваются болтами до требуемого размера, при этом уплотнительные резиновые прокладки образуют системы изолированных друг от друга герметичных каналов - для греющего и нагреваемого теплоносителя. Каждая последующая пластина развернута относительно предыдущей на 180 градусов, что, создавая условия для турбулентного движения жидкости, повышает эффективность теплообмена, и одновременно служит для обеспечения жесткости пакета пластин.

Системы каналов между пластинами соединены каждая со своим коллектором и имеют каждая свои точки входа и выхода теплоносителя на неподвижной плите.
На раме теплообменника укрепляется пакет пластин.

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Конструктивная схема пластинчатого теплообменника. Основные узлы и детали

Устройство рамы теплообменника: неподвижная плита, подвижная плита, штатив, верхняя и нижняя направляющие, и стяжные болты.

При сборке направляющие - верхняя и нижняя - сначала закрепляются на штативе и неподвижной плите. Далее, на направляющие надевается сначала пакет пластин, а затем подвижная плита. Подвижную и неподвижную плиты стягивают болтами.

Одноходовые теплообменники сконструированы таким образом, что присоединительные патрубки расположены на неподвижной плите. Для того, чтобы крепить теплообменник к строительным или технологическим конструкциям, на штативе и неподвижной плите имеются монтажные пятки.

Виды и типы пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники делятся по конструкции и по размеру теплообменной пластины на нескольких видов.

По конструкции теплообменники делят на:

• одноходовые;
• двухходовые с циркуляционной линией и без нее;
• двухходовые, выпускающиеся в виде моноблока. Используются для систем горячего водоснабжения;
• трехходовые.

Преимущества пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники имеют следующие преимущества по сравнению с другими видами:

Уменьшение площади, которое занимает теплообменное оборудование.

Способность к самоочищению теплообменника.

Высокий коэффициент теплопередачи.

Маленькие потери давления.

Уменьшение расхода электроэнергии.

Простота ремонта оборудования.

Небольшое время, необходимое для ремонта оборудования.

Небольшая величина недогрева.

Компактность

Основной фактор, играющий большую роль при компоновке и размещении оборудования - его компактность. Размеры пластинчатого теплообменника меньше, чем, например, кожухотрубного. Более высокое значение коэффициента теплопередачи позволяет достичь и более компактных размеров. Так, теплопередающая поверхность составляет 99,0 - 99,8% от общей площади пластины.

Далее, все подсоединительные порты находятся на его неподвижной плите, что делает монтаж и подключение теплообменника значительно более простым. Кроме того, для ремонтных работ требуется значительно меньше площади, чем при ремонте теплообменников другого типа.

Небольшая величина недогрева

Движение теплоносителя по каналам тонким слоем, высокая турбулентность его потока обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи. При этом гофрированная поверхность пластины дает возможность получить турбулентный поток уже при относительно небольших скоростях движения потока теплоносителя. Поэтому величина недогрева в этом случае при расчетных режимах работы достигает 1-2 оС, в то время как для кожухотрубных теплообменников в лучшем случае эта величина составляет 5-10 оС.

Низкие потери давления

Конструктивная особенность пластинчатых теплообменников позволяет уменьшать гидравлическое сопротивление, например, за счет плавного изменения общей ширины канала. Кроме этого, максимальная величина допустимых гидравлических потерь может быть уменьшена увеличением количества каналов в теплообменнике. В свою очередь, уменьшение гидравлического сопротивления снижает расход электроэнергии на насосах.

Небольшие трудозатраты при ремонте теплообменника

Периодические ремонты оборудования всегда связаны со сборно- разборочными работами. Демонтаж кожухотрубного теплообменника - это весьма сложное инженерное мероприятие. Для демонтировки и извлечения пучка труб необходимо использование подъемных механизмов и весь процесс разборки занимает достаточно много времени. При ремонте пластинчатого теплообменника применение подъемных механизмов не требуется. С ремонтом свободно и достаточно быстро справится бригада в 2-3 человека.

Кроме того, мощность теплообменника может быть плавно изменена увеличением поверхности теплообмена. Это его особенность важна, когда, например, при расширении производства, возникает необходимость увеличения мощности теплообменного оборудования. В этом случае достаточно, не заменяя всего теплообменника, прибавить нужное количество пластин.

Область применения

• Охлаждение воды на промышленных ТЭС
• В сталелитейном производстве
• Автомобильная промышленность
• В системах отопления, водоснабжения и вентиляции в любых зданиях применяются пластинчатые теплообменники разборного типа;
• Пластинчатые теплообменники используются на производстве в системе душевых сеток;
• Воду в бассейнах подогревают часто именно пластинчатыми теплообменниками;
• Пластинчатые теплообменники служат для охлаждения жидких пищевых продуктов, гидравлического, трансформаторного и моторного масел;
• Для систем напольного отопления используют пластинчатые теплообменники разборные;
• Теплоснабжение небольших районов или высотных зданий обеспечивается зачастую пластинчатыми теплообменниками.

Пластинчатый теплообменник (среда –серная кислота, хладагент – вода)

Описание

Объем поставки: теплообменник в сборе с брызгозащитным щитком (материал 1.4401).

Технические характеристики:

Примечание:

Входные и выходные штуцера перекрещиваются
Нет штуцера DN25 (штуцер абсорбирующей жидкости)

Опционально:

1. 2 шт. POLYFLURON® PTFE Гофра
   DN 80, L=110 мм
   Без ограничительных болтов
   Одна сторона фланца из углеродистой стали DN80 PN10
   Другая сторона фланца из углеродистой стали DN100 PN10
   (с резьбовыми отверстиями)
   Оцинкованный и хромированный
2. 2 шт. POLYFLURON® PTFE Гофра
   DN 150, L=130 мм
   Без ограничительных болтов
   Одна сторона фланца из углеродистой стали DN150 PN10
   Другая сторона фланца из углеродистой стали DN200 PN10
   (с резьбовыми отверстиями)
   Оцинкованный и хромированный

Исходные данные

Материальное исполнение

Конструктивные особенности теплообменника

Полностью разборный, для возможности механической очистки (по воде и кислоте)
Наличие инспекционных фланцев на прижимной плите
Наличие портовых фильтров (по воде и кислоте)

Характеристика объекта

Теплообменник предназначен для охлаждения серной кислоты концентрацией 98,5%

Материальное исполнение

Конструктивные особенности теплообменника

Пластинчатый полусварной теплообменник
Наличие инспекционных фланцев на прижимной плите
Наличие портовых фильтров (по воде и кислоте)

Характеристика исходной технической воды

Сведения о товаре:

Теплоизолированный пластинчатый теплообменник с ответными фланцами и портовыми фильтрами

Исходные данные для расчета охладителя

Дополнительные требования

Комплектность поставки

• ответные фланцы – 1.4571;
• наличие портовых фильтров на входе (по воде и по кислоте);
• инспекционные фланцы на прижимной плите будут удалены после испытаний;
• паспорт будет предоставлен вместе с оборудованием;
• тепло-гидравлическим расчетом является данная спецификация;
• сертификат соответствия требованиям ТР ТС будет предоставлен вместе с оборудованием;
• инструкция по монтажу и эксплуатации в печатном и электронном виде на русском языке будет предоставлена вместе с оборудованием;
• сертификат происхождения оборудования будет предоставлен вместе с оборудованием;
• развернутая спецификация на комплект поставки.

Приложение 1

Состав охлаждаемой серной кислоты

Основное вещество: H₂SO₄
Концентрация: 92,5-94,5%
Плотность: 1,9 кг/дм³
Содержание хлора Cl: 4000 мг/дм³
Содержание фтора F: 2000 мг/дм³
Массовая доля остатка после прокаливания: 8%
Массовая доля окислов азота: 0,001%

Приложение 2

Состав охлаждающей технической воды

Проточный нагреватель, природный газ, 115 кВт, 3x380В при 50 Гц, T2 (<300°C)

Сертифицирован для использования в потенциально взрывоопасных средах (ATEX).
Рассчитан на нагрев Δ75 °C.
Нагреватели будут соединены последовательно.


Для оценки конструкции мы рассмотрели следующий пример проектирования:

Note 1 : т-ра поверхности элементов при при полной нагрузке + загрязнение

Механические расчетные данные нагревателя:

Классификация нагревателя (ATEX):

Описание конструкции нагревателя 115 кВт:
Глухой фланец, 14" 300#, размеры по ANSI B16.5, в котором смонтированы 27 трубчатых нагревательных элемента.
Описание трубчатых нагревательных элементов:

Материалы

Температура предельно высокая: Для того, чтобы защитить элементы от перегрева задействована термопара типа К (NiCr-Ni), которая крепится к поверхности на элемент трубы в самой горячей части нагревателя. В случае сигнала от термопары о перегреве, с помощью панели управления необходимо отключить питание на пучок нагревателя (отключение нагревателя при аварийно-высокой температуре). Нагреватель может быть повторно запущен только после ручного сброса. Кнопка сброса на передней части тиристорной панели управления. Термопара подключается к преобразователю температуры (выходной сигнал 4-20 мА), который находится в главной клеммной коробке нагревателя.

Температурный контроль: Для контроля температуры на выходе использует термопара тип K (NiCr-Ni) размещенная в защищенном термокармане рядом с выходом нагревателя. Термопара подключается к преобразователю температуры (выходной сигнал 4-20 мА), который находится в главной клеммной коробке нагревателя.

Превышение температуры стенки сосуда Для контроля температуры поверхности используется 1 термопара типа К (NiCr-Ni), которая крепится к стенке сосуда, в защитных термогильзах, рядом с выходом нагревателя, где ожидается самая высокая температура.

Камера выводов: Электрические соединения элементов расположены в Ex-e “повышенная взрывобезопасность” камеры выводов, защита IP66. Внутренние элементы соединены в один 115,0 кВт по обще шине. Камера выводов предусматривает антиконденсационный нагреватель во избежание попадания влаги на элементы.

Поддержка пучка /Теплопередача: Для поддержки пучка нагревателя, а также улучшения передачи тепла, пучок нагревателя поддерживается рядом сегментных перегородок. Описание конструкции резервуара под давлением. Состоит из бесшовных или сварных труб (стандартный регламент), диаметром 355,6 мм, со следующими соединениями: 1x WNF, 14″ 300# RF, для нагревателя пучка 115 кВт. 1x WNF, 8″ 300# RF, для впуска текучей среды. 1x WNF, 8″ 300# RF, для выпуска текучей среды. Сливной 1x фланцевый 2″ 300#.

Так же резервуар оборудован: - подъемными проушинами, заземляющими выступами - Седла / опоры для горизонтального монтажа - Шпильки / Гайки / прокладки - шильд из нержавеющей стали

Теплоизоляция:
Не включено - Мы рекомендуем изоляцию на месте после установки
Отделка стальных деталей:
Стандартная трехслойная окраска RAL 7035
Тестирование и проверка:
Электрические элементы: Испытание изоляции:> 200 мОм (@ 1000 В постоянного тока и 20 ° C) холодостойкость: 10% / - 5%

Механические:

Транспортировочные веса и размеры

Итоговый отгрузочный вес и объем:
4 x 1518 = 6072 кг
4 x 4,1 = 16,4 м3

Болты, гайки и прокладки для внешних подключений не входят в объем поставок

Включено

1 (один) комплект чертежей и документов в электронном формате. Составление и документация в формате PDF скомпилирована с использованием AutoCAD или Inventor, MS Word, MS Excel

Купить пластинчатые теплообменники и получить дополнительную техническую информацию, Вы можете обратившись к персоналу нашей компании.

Пластинчатый теплообменник(нагреватель промывочной воды)

Характеристики охлаждающей среды

Сварной пластинчатый теплообменник состоит из пакета пластин, сваренных между собой, вставленного в прямоугольную стальную конструкцию-раму из углеродистой стали, состоящую из верхней и нижней крышек, крепящихся к угловым колоннам, а также четырех боковых панелей.

Каждая сторона полностью независима и может быть снабжена направляющими щитками для обеспечения циркуляции жидкостей или газа по соответствующему контуру.

Рама состоит из 4-х колонн, двух крышек и четырех закрывающих панелей, выполненных из углеродистой стали, которые могут быть полностью сняты для облегчения доступа к пакету пластин. Внутренняя часть панелей и патрубков может быть плакирована (облицована) с использованием материала пластин, что обеспечивает контакт жидкостей или газа с одним и тем материалом с входа в теплообменник до выхода.

МОДУЛЬ (ИСПОЛНЕНИЕ) ПРЕДЛАГАЕМЫХ СВАРНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ:

Вертикальный модуль

Общая схема теплообменника (типа «компаблок»). В случае горизонтального исполнения схема аналогичная. Подъемными проушинами снабжены все съемные части аппарата, как показано на схеме.

• дизайн пластины - квадратная пластина без выступов по углам, что обеспечивает надежную устойчивость к гидроударам и циклическим нагрузкам
• канал на входе 10 мм — это улучшает дистрибуцию потоков
• поток в канале – отсутствует входная зона с ламинарным течением, для этого использован специальный рельеф пластин
• отсутствие «ловушек» и застойных зон в канале, что позволяет проводить механическую чистку канала по всей длине, однообразный рельеф по всей площади пластин
• крепления пакета пластин в раме аппарата - отсутствуют сварные швы крепления пакета пластин в зоне распределения потоков, это повышает прочность всей конструкции, аппараты не растрескиваются по углам при эксплуатации (в отличие от старых технологий, где вся внутренняя механическая нагрузка лежит на сварных соединениях, выступах в углах пластин, что снижает устойчивость к циклическим нагрузкам и повышает риск появления микротрещин и протечек)
• покрытие колонн – однослойное, толщиной 2,0 мм, механически очень крепкая конструкция
• съемные боковые панели по всем сторонам

Теплообменник имеет возможность демонтажа панелей для обеспечения доступа к теплообменным поверхностям со всех сторон для внутреннего визуального контроля, очистки и ремонта. Отсутствуют сварные швы соединения пакета пластин с рамой аппарата в зоне распределения теплоносителей.

Дизайн пластины - квадратная пластина без выступов по углам, что обеспечивает надежную устойчивость к гидроударам и циклическим нагрузкам; Направление рельефа пластин не меняется по всей длине и ширине пластины, что обеспечивает возможность удаления и вымывания твердых отложений со всей поверхности пластины.

Комплектация:

• пластинчатый теплообменник;
• портовый фильтр из титана;
• документация.

N1 - горячая сторона – вход воды
N2 - горячая сторона – выход воды
N3 - холодная сторона – вход морской воды
N4 - холодная сторона – выход морской воды

Спецификация на пластинчатый теплообменник:

Теплообменное оборудование

Кожухопластинчатые теплообменники
Кожухотрубные теплообменники
Пластинчатые теплообменники
Спиральные теплообменники
Нагреватели, резервуары и баки, нагрев компонентов асфальтового оборудования
Резистивные поточные нагреватели для подогрева пластовой воды
Установки и оборудование для подогрева теплоносителя